2017 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of Rigid Polymer Nanofiber by using Crystallization from Dilute Solution and its application to composite films
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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 |
剛直高分子ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（PBO）を用いて液晶紡糸により作製した繊維は高強度、高弾性率、高耐熱性、高熱伝導性を示すことが報告されている。さらなる高性能材料の開発を目的としてPBOナノファイバー（NF）の作製が期待されていた。しかしながらPBOは強酸にしか溶解しないため、電界紡糸など既存の手法ではNF化することが困難であった。そこでPBOの希薄溶液からの結晶化を詳細に検討し、急冷結晶化を利用してPBO NFを作製する方法を見出した。得られたPBO NFは高結晶性で分子鎖が繊維の長さ方向に配向しており、NFの長さ方向への高熱伝導性を有し、耐熱性にも優れていることを明らかにした。PBO NFが面内配向した積層シートは高空隙率かつ高比表面積であることに加え、面内方向の熱伝導率が厚み方向に比べて非常に高い熱伝導異方性を示すことも明らかとした。
またPBO NFを複合体のフィラーとして用いることにより、分散性がよく透明性が高いフィルムを得ることに成功した。PBO NFがマトリックス中に凝集することなく均一に分散しているため、わずか 0.1 wt% のPBO NFの添加でも複合体フィルムの破断伸度が向上することを明らかにした。また複合体フィルムの熱伝導性はPBO NFが配向した面内方向が大きくなることも明らかにした。
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