| 研究課題/領域番号 |
02453087
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
有機工業化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
持田 勲 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (20037758)
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| 研究分担者 |
河野 静夫 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (10038581)
坂西 欣也 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (60183365)
光来 要三 九州大学, 機能物質科学研究所, 助手 (50122693)
藤津 博 九州大学, 機能物質科学研究所, 助教授 (00038605)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1991年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1990年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
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| キーワード | 炭素質液晶 / HF / BF_3 / ナフタレン / メチルナフタレン / ピッチ系炭素繊維 / 炭素材料 / 炭素複合材 / メソフェ-ズピッチ |
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| 研究概要 |
超強酸であるHF/BF_3を触媒とする芳香族炭化水素(ナフタレン、メタルナフタレン、アントラセン、ピレン)から、高収率で高純度の炭素質液晶が得られることが明らかになった。生成する炭素質液晶は原料の芳香族炭化水素が、脱水素することなく2〜10量化し、ナフテン水素を極めて多量に含むことがわかった。このため、従来の熱的あるいは溶媒分別により調整された炭素質液晶に比較して、溶媒に対する溶解度が極めて高く、軟化点が200℃以下で溶融粘度が顕著に低い特徴を有することがわかった。さらに炭素化の際の収率は80%を越え、高機能炭素材のプレカ-サ-ピッケとして有望であることがわかった。
当該年度は上述の結果からさらに原料の芳香族炭素の骨格構造(環数および短鎖アルキル基)が生成炭素液晶の物性および構造にどの様な影響を与えるか、また同液晶の高性能炭素繊維原料および炭素一炭素複合材のマトリックス材としての利用を試みた。
生成炭素質液晶から炭素繊維を製造するには、安定な紡糸と不融化反応性が速いことが要求されるが、本法により製造した炭素質液晶は、低軟化点であることおよび脂肪族水素を多量に含むことにより、極めて安定な紡糸、迅速な不融化が達成できることがわかった。また高炭化収率であることから、複合材のマトリックスと使用しても高密度化が達成できることがわかった。さらにHF/BF_3触媒を使用して調製したメソフェ-ズピッチから厚さ1.6μmの超薄膜炭素(黒鉛)テ-プを溶融紡糸、延伸不融化、炭素(黒鉛化)によって連続製造することができた。テ-プの厚さはメソフェ-ズピッチの種類、紡糸温度、不融化条件に依存する。前二者の因子は紡糸ノズルの口金を通過した直後の形状、緩和、並びに巻取り延伸率を支配することを通じてテ-プの形状比に影響すると思われる。
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