2016 Fiscal Year Research-status Report
希薄溶液からの結晶化を利用した剛直高分子ナノファイバーの作製と高性能材料への応用
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15K05630
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
内田 哲也 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90284083)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ナノファイバー / ナノ材料 / 高性能複合体 / 結晶化 / 剛直高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
剛直高分子の希薄溶液からの急冷結晶化を利用することにより、成形加工が困難な剛直高分子Poly(p-phenylene benzobisoxazole) (PBO)のナノファイバーを作製し、その形成機構の解明と高性能材料への応用を検討している。
分子鎖が折れ曲がることのできない剛直高分子PBOは、究極的に優れた性能（高強度、高弾性率、高耐熱性、高熱伝導性、化学安定性、電気絶縁性など）が期待されている。しかしながら、分子鎖の剛直性ゆえに融解せず、強酸にしか溶解しないため、ナノファイバーなどのナノ材料化は困難であった。本研究では、希薄溶液からの結晶化を利用してPBOナノファイバーを作製する全く新しい方法を確立し、先導的な研究を展開してきている。この場合、特別な操作、装置等は必要とせず、加熱と冷却だけで高結晶性のPBOナノファイバーが得られる。本研究は、これまで培ってきた剛直高分子ナノファイバー作製法をより系統的にまとめ、その結果をもとに剛直高分子ナノファイバーの形成機構を明らかにしようとするものである。また、得られたPBOナノファイバーを用いて、高分子との複合体を作製し、その構造制御と物性評価を行う。また、PBOナノファイバーを用いてその積層マットを作製し、構造と物性について評価する。さらにその積層マットの複合体への応用も検討する。その結果として高性能材料が開発できることから、実用化に向けての波及効果も極めて大きい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
剛直高分子の希薄溶液からの結晶化を利用して、成形加工が困難な剛直高分子PBOのナノファイバーを作製した。用いるPBOの分子量、ポリマー濃度、冷却温度などナノファイバー作製条件と得られるナノファイバーの太さ、長さ、結晶性など構造の関係を明らかにした。その結果を活かし、得られたPBOナノファイバーと種々の高分子との複合体を作製し、その構造と物性の関係を明らかにした。特に熱拡散率について興味深い結果が得られた。以上のように当初予定どおりの検討を実施し、おおむね順調に結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度までで得られた知見をもとに、高性能のPBOナノファイバーを効率的に作製できる方法を確立する。また、得られたPBOナノファイバーおよびPBOナノファイバーマットを用いて複合体を作製し、その構造と物性の特徴について検討する。
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| Causes of Carryover |
平成28年度に誘電率・誘電損失測定装置を購入し、作製した試料の電気的性質を検討する予定であったが、既存設備で熱拡散率を測定したところ顕著な向上がみられた。そこでまずは熱拡散率に重点を置いて検討することに計画を変更したため、誘電率・誘電損失測定装置を購入しておらず、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度には誘電率・誘電損失測定装置を購入して、得られた試料の電気的性質を検討することとし、未使用額はその経費に充てることにしたい。
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