高アスペクト比・表面処理カーボンナノチューブを用いた高機能樹脂基複合材料の開発

• 研究課題/領域番号: 19760084
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生産工学・加工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 安原 鋭幸 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (70282829)
• 研究協力者: 安藤 英俊 東京工業大学, 大学院・理工学研究科・機械物理工学専攻, 修士
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,570千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2007年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 成形加工 / カーボンナノチューブ / 複合材料 / 繊維長 / 臨界長さ / 引張強さ / アスペクト比 / 垂直配向 / 機械的特性 / 電気的特性 / 射出成形 / 理論予測

研究概要

カーボンナノチューブ(CNT)と樹脂材料の複合材料において,これまでにCNT単体が有する機能を発揮している結果は見られなかった.特に,複合材料の機械的特性の中で引張強さにおいては,本来引張方向には極めて高い強度(数GPa)はずが,CNTが引抜けるということが考えられた樹脂単体の引張強さとほとんど同様の特性しか出てない.
そこで本研究では,CNTの引抜けが起こらないように,超高アスペクト比のCNTを合成して,それを複合材料として用いることで,1wt%のCNT濃度において,樹脂単体の1.45倍の引張強さを得ることができた.これにより,CNT複合材料においてCNT単体の特性を活かせる可能性を見いだした.

研究成果

• [学会発表] 樹脂基カーボンナノチューブ複合材料の機械的・電気的特性と繊維長の関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安原鋭幸, 太田慶助, 村上碩哉, 大竹尚登
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会 2009年度秋季大会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎県)
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] Improvement of Mechanical Properties of CNT-Composite by using High Aspect ratio CNT (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Yasuhara, H. ANDO, H. Muarakami, N. Ohtake
  • 学会等名: CNT COMP 09
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] Improvement of Mechanical Properties CNT-Composites by Using High Aspect ratio CNT (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yasuhara, H.ANDO, H.MURAKAMI, N.OHTAKE
  • 学会等名: CNT COMP'09 -4^<th> International Conference on Carbon Based Nanocomposites
  • 発表場所: Hamburg(ドイツ)
  • 年月日: 2009-09-21
• [学会発表] 超高アスペクト比を有するCNTフィラーによる樹脂基複合材料の高機能化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤英俊, 安原鋭幸, 村上碩哉, 大竹尚登
  • 年月日: 2009-06-03
• [学会発表] 超高アスペクト比を有するCNTフィラーによる樹脂基腹蔵材料の高機能化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤英俊, 安原鋭幸, 村上碩哉, 大竹尚登
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会 2009年度年次大会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2009-06-02
• [学会発表] CNT繊維長が複合材料特性に及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤英俊, 安原鋭幸, 村上碩哉, 大竹尚登
  • 学会等名: 成形加工シンポジア
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] CNT繊維長が複合材料特性に及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤英俊, 安原鋭幸, 村上碩哉, 大竹尚啓
  • 学会等名: プラスチック成形加工学会 2008年度秋季大会
  • 発表場所: 福井大学(福井県)
  • 年月日: 2008-10-31