2023 Fiscal Year Annual Research Report
高耐熱・高強度スーパーエンプラナノファイバーを作る
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19H00831
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
堀田 篤 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30407142)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 知貴 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 助教 (00754730)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 複合材料 / 耐熱性 / 表面改質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度であるスーパーエンジニアリングプラスチックに着目し、エレクトロスピニング（ES）法によるナノファイバーの作製およびナノファイバー強化複合材料の作製に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、耐熱温度が高く、ナノファイバー径が小さく、弾性率が高いスーパーエンプラナノファイバー（SEnF）を作製することである。また、SEnFのナノ複合材料強化材としての機能性評価をするため、SEnFを強化材に用いて、SEnF強化複合材料を作製することである。
当該年度では、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（PEKEKK）（融点：388°C、弾性率：4.2 GPa）に着目し、ES法によるナノファイバー化を試みた。
具体的には、ペンタフルオロフェノール（PFP）を溶媒に用いて、PEKEKK溶液を作製し、ES法によるナノファイバー化を実施した。結果として、溶液濃度12wt%において、平均直径で約240 nmのPEKEKKナノファイバー（PEKEKKnF）が得られた。熱物性評価では、PEKEKKnFの熱重量減少温度が約575℃に達することが確認された。
さらに、昨年度までの研究成果で作られたポリエーテルエーテルケトンナノファイバー（PEEKnF）とポリエーテルケトンナノファイバー（PEKnF）に着目し、ナノファイバー強化複合材料の作製を試みた。まずはポリメタクリル酸メチル（PMMA）を母材に、PEEKnFを強化材に用いたPEEKnF/PMMA複合材料作製を試みた。つぎにポリスチレン（PS）を母材に、PEKnF強化材によりPEKnF/PS複合材料を選定した。結果として、SEnFの表面改質により、PEEKnF/PMMA複合材料の弾性率が最大22%向上（PMMAとの比較），PEKnF/PS複合材料の弾性率が最大26%向上（PS比）することが確認された。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Contact-killing antibacterial polystyrene polymerized using a quaternized cationic initiator2024
Author(s)
Jitsuhiro Akiko, Maeda Tomoki, Ogawa Akiko, Yamada Sayuri, Konoeda Yuki, Maruyama Hiroki, Endo Fuyuaki, Kitagawa Midori, Tanimoto Keishi, Hotta Atsushi, Tsuji Toshikazu
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Journal Title
ACS Omega
Volume: 9
Pages: 9803-9812
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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