有機金属-高分子触媒系による複合材界面の活性化

FRM,FRCなどの複合材料は耐熱,軽量構造材料として期待され、そのためのカーボンファイバー,セラミックウィスカーの開発も盛んである。しかし複合化の際、これら素材間の親和性,ぬれ特性が問題となっている。本研究ではカーボン材料を中心に、有機アルミニウム等の有機金属を用い、表面に金属被覆を行ない、複合加工時のぬれ特性の改善を目的とした。実験は下記の如く行なった。カーボン材料は、有機金属がその表面で分解をおこすようにあらかじめ【K_2】【Cr_2】【O_7】酸化,Sn【Cl_2】,Pd【Cl_2】による置換を行ない、活性化処理をほどこす。この素材をトリイソブチルアルミニウム-ジフェニルメタン溶液に浸漬し、加熱する。有機アルミニウムは220℃前後で激しく分解し、10分前後でカーボン表面への金属の析出状態は、電子顕微鏡,回折X線,EPMA等により確認した。本法では、従来のベーパーディポジション,スキャッタリング法のような気相法に比し、短時間に多量に金属を被覆でき、また繊維内部まで均一に浸入コーティンさせる長所がある。カーボン材料に対する金属被覆の際心配されるカーバイトの生成は本反応条件下では認められず、カーボンファイバーの強度劣化も認められなかった。このように処理したカーボンパウダーを単独またはアルミ粉とともに焼結させることにより、強固な複合材料を作ることができた。有機アルミニウムアルコキシドを用いて、同様な反応でアルミナ形成も試みたが、アルミナの形成は認められたが被覆としては不充分であった。Fe【(CO)_5】などの他種金属錯体を用いた場合も、Al同様にカーボン材料表面に金属コーティングが行ないうることが判明した。

FRM,FRCなどの複合材料は耐熱,軽量構造材料として期待され、そのためのカーボンファイバー,セラミックウィスカーの開発も盛んである。しかし複合化の際、これら素材間の親和性,ぬれ特性が問題となっている。本研究ではカーボン材料を中心に、有機アルミニウム等の有機金属を用い、表面に金属被覆を行ない、複合加工時のぬれ特性の改善を目的とした。実験は下記の如く行なった。カーボン材料は、有機金属がその表面で分解をおこすようにあらかじめ【K_2】【Cr_2】【O_7】酸化,Sn【Cl_2】,Pd【Cl_2】による置換を行ない、活性化処理をほどこす。この素材をトリイソブチルアルミニウム-ジフェニルメタン溶液に浸漬し、加熱する。有機アルミニウムは220℃前後で激しく分解し、10分前後でカーボン表面への金属の析出状態は、電子顕微鏡,回折X線,EPMA等により確認した。本法では、従来のベーパーディポジション,スキャッタリング法のような気相法に比し、短時間に多量に金属を被覆でき、また繊維内部まで均一に浸入コーティンさせる長所がある。カーボン材料に対する金属被覆の際心配されるカーバイトの生成は本反応条件下では認められず、カーボンファイバーの強度劣化も認められなかった。このように処理したカーボンパウダーを単独またはアルミ粉とともに焼結させることにより、強固な複合材料を作ることができた。有機アルミニウムアルコキシドを用いて、同様な反応でアルミナ形成も試みたが、アルミナの形成は認められたが被覆としては不充分であった。Fe【(CO)_5】などの他種金属錯体を用いた場合も、Al同様にカーボン材料表面に金属コーティングが行ないうることが判明した。