2021 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Functional Polymer Materials by Nano-filler Network Formation Processing
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19H02501
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
木原 伸一 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (30284524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝嶌 繁樹 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10188120)
宇敷 育男 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (30734850)
瀧 健太郎 金沢大学, 機械工学系, 教授 (70402964)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ポリマーナノコンポジット / ナノフィラーネットワーク / 超臨界流体混練 / 泡 / 熱伝導性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、従来きわめて困難な30vol%以上の高濃度でポリマー中にフィラー分散し、フィラー界面間を部分的に100nm間隔以下の拘束領域にし、その界面領域の特性を顕在化させた機能性材料の創出を目指す研究である。具体的な目標は、① 微細な多数の泡を使った温和なミキシング技術の高度化、② ポリマー発泡を利用したナノフィラー群の三次元界面領域を形成する、従来の視点とは異なる、ポリマー系ナノコンポジット開発方法の提案であり、研究期間において、本プロセッシングを実証し、高熱伝導性や高断熱性ポリマーを創出することを目標としている。
本年度は、超臨界CO2混練したCNT/ポリマー系材料の熱伝導性の評価にあたり、高濃度CNT分散におけるCNT前処理効果、サンプル作成時のプレス成形の影響として内部に形成されたCNTのモルフォロジーの違い、超臨界混練時に減圧発泡させ気泡同伴混練による効果を評価した。CNTを有機溶媒に浸漬し、前処理分散することで、混練時のCNTの結晶化度の違いに由来する熱伝導性の変化を検討し、熱伝導性には解繊によるバンドル径の減少が最も重要な因子であることが分かった。これは20wt％以上の高濃度CNT系ではより顕著となり、前処理を含めた解繊の有用性が示唆された。また、プレス成形圧力後のサンプルでは、CNTバンドル径が15nmから20nmなるCNTメッシュの中に200nm径以下の気泡形成の影響らしき構造が形成され、微細な気泡形成に由来する三次元的なネットワーク形成は、熱伝導性の異方性の低減に有効であることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
