導電転移温度を有する生活環境素材の開発とその物性発現の根拠についての萌芽的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13878015
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 松生 勝 奈良女子大学, 生活環境学部, 教授 (80091841)
• Keywords: 電気伝導度 / 温度依存性 / カーボンフィルム / 超延伸 / カーボンナノノチューブ / 高弾性率導電性高分子

Research Abstract

本年度は既設の電気伝導度の温度依存性を測定する装置を大幅に改良し、-150℃の低温測定を可能なようにするため、窒素を一定量炉に送り込むためのポンプ並びに流量計を設置し、また試料の温度を出来るだけ正確に測定するため、熱電対を試料から1mmのところまで近づけて設置した。また恒温槽作成の断熱剤の厚みは熱の放射を避けるため、予算の許すかぎり厚くした。これにより、電気抵抗の温度依存製を測定した。本研究の方法は分子量の高い高分子中に色々な混率で導電性粒子を混入することである。申請者は、様々な高分子や導電性粒子を使用することを計画しているが、平成13年度は、超高分子量ポリエチレンと低ストラクチャーのカーボンブラックの混率を1/0.05〜1/9まで変化させてその電気伝導度を測定するとともに、延伸試料についても同様の測定を行った。得られた結果はCarbon誌(平成14年度二月号掲載決定)に一部掲載される。またこの装置を用いて研究室で作成したポリアクリロニトリルから作成したカーボンフイルムについての電気伝導度の温度依存性を検討した。(Carbon誌、平成14年度三月号掲載決定)また同様の研究をカーボンナノチューブを用いて行う。ただし延伸試料についての架橋は過酸化物であるジクミルパーオキサイドをあらかじめ混入しておいて150℃での延伸中に進行させる。主にPTC効果は未延伸試料で、高い電気伝導度を得るための材料開発には延伸試料を用いて行う。しかしこれについては、カーボンブラックの場合と類似した結果しか得られなかった。一方、カーボンナノチューブとポリエチレンのゲルを作成し、乾燥後これを超延伸した。その結果、カーボンブラックの場合は延伸によって電気伝導度が低下したが、カーボンナノチューブの場合は低下せず、高弾性率導電性高分子となった。この研究については、社会的インパクトが高いので、データをもう一年積んで再現性を明記して、平成15年度の家政学会の年次大会で公表する。

Research Products

• [Publications] Y.Bim, C.Y.Xu, D.Zu, Matsuo: "Electric Propertein of Polyethylene and carbon black Particle blends prepared by gelatin/crystllization from solution"Carbon. 40(2). 195-199 (2002)
• [Publications] D, C.Y.Xu, N.Nakura, M.Matsuo: "Study of carbon tilm from PAN/VGCF campus ; to popuced by gelatin/crystallization from solutin"Carbon. 40(3). 363-373 (2002)