2005 Fiscal Year Annual Research Report
無機有機ナノ界面のメゾ特性から見たポリマーナノコンポジットの電気絶縁性能の解明
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17360145
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
田中 祀捷 早稲田大学, 大学院・情報生産システム研究科, 教授 (50253539)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大木 義路 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70103611)
小迫 雅裕 鹿児島高等工業専門学校, 講師 (80350429)
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| Keywords | 誘電体 / 有機物 / 絶縁体 / ナノコンポジット / ポリマー / ポリマーナノコンポジット / エポキシ / ポリエチレン |
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| Research Abstract |
ポリマーナノコンポジットは革新的材料として注目を浴びているが、ナノフィラーとポリマーマトリックスの界面特性がマクロ特性に現れる材料で、物理化学的物性のメゾスコピックの観点からも興味が持たれる材料である。これらの材料を実験室的に創製し、その特性を解明しているが、ナノコンポジット化により耐部分放電特性や耐トリーイング特性が大幅に改善されること、誘電率などに特異な現象が現れることなどを明らかにした。それらの新しい特異な現象や性能の向上を説明するために、マルチコアモデルを提案した。現在は3コアモデルである。これは以下の層で構成あれている。
(1)第1層:シランカップリングなどでフィラーとポリマーマトリックスが結合している層である。厚さは数nm程度である。
(2)第2層:第1層の形成に影響を受けて形成される球晶領域あるいはエポキシなどで化学量論的に架橋している領域である。10数nm程度である。
(3)第3層:マトリックス領域とは異なるが、比較的非晶質的領域で、自由体積が大きいと考えられる領域である。厚さは数10nm程度である。
(4)その他、電気化学ポテンシャル平衡の原理による電荷移動(electrotribology)が起こり、電気2重層が形成されている。
このモデルに基づいて種々の現象を矛盾なく説明することを試みている。
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