| 研究概要 |
製造を試みた高機能ナノ粒子分散型高分子材料に分散させるナノ粒子は、高屈折率光学材料を想定した酸化チタン、ZnO, ZnSナノ粒子、ポリマーコンデンサー用BaTiO_3ナノ粒子、磁性材料への応用を想定したシリカナノ被覆金属ナノ粒子を用いた。マトリックスとなる樹脂の原料モノマーあるいはポリマーの有機溶媒中へのナノ粒子の分散性設計のため、粒子を合成と同時に分散機構を発現する界面活性物質を粒子表面に生成させる合成分散同時操作と合成した結晶性の高いナノ粒子の表面を機能の異なる有機物質を多層表面改質。被覆する手法の二種類を行った。前者の方法は脂肪酸や生物由来の界面活性物質とナノ粒子の原料となるFe, Ba, Znなどの二価以上の陽イオンとの錯体を原料にトルエンなど非極性溶媒及びアルコール中で一次粒子まで完全に分散した酸化鉄、ZnO, ZnS, BaTiO_3ナノ粒子の合成に成功した。また、金属ナノ粒子への還元、酸化防止のため分散性を維持したまま酸化物表面にシリカをナノ被覆する手法、及び水素還元により金属ナノ粒子を内包したシリカカプセル化粒子の製造法も開発した。一方、合成後の結晶性の高いTiO_2ナノ粒子については、粒子表面をシランカップリング処理した後、ポリマー原料であるMMAやポリスチレンを粒子表面にグラフト重合させたカプセル化粒子を作成した結果、アルコール、MMA溶液中ではほぼ完全に一次粒子まで分散可能なナノ粒子の調整に成功した。この表面にポリマーを被覆したナノ粒子を遠心分離して凝集体を除去した上で、溶媒除去。加熱成形、あるいは等方超高圧成形した結果、最大43vol%の粒子充填量を有するTiO_2/PMMA複合材料の合成に成功した。
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