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2013 年度 実績報告書

自己組織化ネットワークポリマーナノコンポジットの高次構造制御と機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 24360280
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

岸 肇  兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60347523)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードナノコンポジット / エポキシ / フィラー / ポリマーアロイ
研究概要

反応誘起型相分離構造を形成するモデルエポキシ/熱可塑性樹脂ブレンドマトリックスに粒子径800nmの金属(銀)フィラーを添加したコンポジットについて、形成される相構造、フィラー分散構造を電子顕微鏡にて観察した。また、コンポジットのフィラー含有率と導電率の関係を検証した。芳香族ジアミン硬化系においては、熱可塑性樹脂ブレンドの結果としてエポキシリッチ相中に選択配置される銀フィラーの連続性が高まり、少量の銀フィラーにて高い導電率を発現するコンポジットとなることがわかった。アニオン重合硬化系においても、コンポジットの相構造形態としてはエポキシリッチ相中に銀フィラーが選択配置されるものの銀フィラー自体の凝集性が乏しく、熱可塑性樹脂ブレンドの無いエポキシ樹脂単体コンポジットに比較して導電率がむしろ低下した。この結果は、片側の相中に銀フィラーが局在化(選択配置)されることが導電性発現の十分条件ではなく、銀フィラーの分散性制御(フィラー連続構造の構築)が重要であることを示している。
コンポジット中でのフィラーの分散性・凝集性を支配する因子として、フィラー表面とマトリックスポリマーの親和性、相互作用が考えられる。そこで、フィラー表面処理を系統的に変化させたところ、これによりフィラー凝集を制御できる傾向が認められ、導電率も変化した。但し、適正条件は素材の組み合わせによって異なるはずであり、今後、フィラー種、表面処理等について広範囲な検証実験が必要である。また、フィラーサイズやポリマー側の相分離サイズを1桁小さくしたナノコンポジットにおいても同じ原理が拡張可能か検証が必要である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ネットワークポリマー/銀フィラーナノコンポジットの相構造と導電性に関し、エポキシ硬化系の違いやフィラー表面処理の違いがもたらす効果について多くの知見を得た。
また、カーボン系ナノフィラーのエポキシポリマーアロイ中の分散状態についても一定の知見を得た。

今後の研究の推進方策

エポキシポリマーアロイ樹脂系ナノコンポジットのフィラー分散構造と導電性、熱伝導性等の機能発現について、その支配因子を明確化する。具体的には、フィラーサイズおよび相分離サイズを1桁低下させた場合についてのコンセプト検証を行う。フィラー種についても検討範囲を拡張する。

次年度の研究費の使用計画

相見積もりの結果、購入予定装置の購入金額が予想金額より下がったため。
平成26年度予算と合わせて物品購入予算として用いる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of gamma-ray irradiation on a cyanate ester/epoxy resin2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Idesaki, Hiroki Uechi, Yoshihiko Hakura, Hajime Kishi
    • 雑誌名

      Radiation Physics and Chemistry

      巻: 98 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2013.12.032

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of inorganic-organic composites containing ferroelectric nanoplates and evaluation of their piezoelectric response characteristics2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Kishimoto, Masafumi Kobune, Hiroshi Nishioka, Takeyuki Kikuchi, Hajime Kishi, Hironori Fujisawa, Seiji Nakashima, Masaru Shimizu, Satoshi Kimura
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: 62 ページ: 999-1003

    • DOI

      10.3938/jkps.62.999

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature dependence of tack and pulse NMR analysis of polystyrene block copolymer/tackifier system2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Yamamura, Kohei Shitajima, Syuji Fujii, Yoshinobu Nakamura, Yuki Hamada, Seitaro Hagiwara, Hajime Kishi, Yoshiaki Urahama & Mariko Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of Adhesion Science and Technology

      巻: 27 ページ: 2727-2740

    • DOI

      10.1080/01694243.2013.810031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ブロック共重合体を改質剤としたエポキシ樹脂系ポリマーブレンド2013

    • 著者名/発表者名
      岸 肇
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: 34 ページ: 144-150

  • [学会発表] Conductive composites of epoxy / Ag fillers using self-assembly phase structures2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kishi, Sanae Tanaka, Yasuaki Nakashima, Takashi Saruwatari
    • 学会等名
      The 9th Japan-Korea Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20130924-20130926
  • [学会発表] Interfacial adhesion and mechanical properties of carbon fiber reinforced thermoplastic acrylic resin2013

    • 著者名/発表者名
      Nozomu NAKAO, Satoshi OGASA, Hajime KISHI
    • 学会等名
      The 9th Japan-Korea Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20130924-20130926
  • [学会発表] Functional composites of epoxy / silver-filler using self-assembly phase structures2013

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kishi, Sanae Tanaka, Yasuaki Nakashima
    • 学会等名
      The 19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      20130728-20130802

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公開日: 2015-05-28  

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