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

具有导电转变温度的生活环境材料的开发及其物理性能基础的探索性研究。

• 批准号: 13878015
• 负责人: 松生 勝
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nara Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13878015/
• 关键词: 導電性転移材料; 超高分子量ポリエチレン; カーボン微粒子; 銅メッキ; 電気抵抗; ゲル-結晶化法; 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

導電性転移材料としての研究代表者の従来の研究は、超高分子量ポリエチレンとカーボンブラックあるいは微細カーボンファイバーをデカリンに混ぜてこれを撹拌しながら温度をかけると、ポリエチレン溶液中にこれらのカーボン微粒子が拡散した状態が得られるので、これを急冷してゲルを作成し、乾燥してフイルムを得る手法であった。この試料はカーボン微粒子を臨界濃度付近に設定すると、ある温度域(実際は80℃付近)で急激に電気抵抗値が増し、スイッチの役目をするという特徴がある。しかしこの試料の問題点は常温での電気抵抗がカーボン微粒子の数千倍いという欠点を解消できていなかった。そこで今回は、微細カーボンファイバーに銅メッキを施し、常温での材料の電気抵抗を金属並に低くすることを試みた。カーボン微粒子への銅メッキは極めて困難であったが、銅をメッキする前に侵漬液でカーボン微粒子の表面を処理することによって可能であることを見いだした。なお、侵漬液で処理したカーボン微粒子を取り出すのは遠心分離器で行った。なお、微粒子が極めて小さくなると銅メッキは不可能になった。メッキが可能にするには、銅の微結晶のサイズの数倍の直径をカーボン微粒子が有している必要があった。銅メッキされたカーボン微粒子と超高分子量ポリエチレンの複合材料を上述したゲルー結晶化法で作成すると、その電気抵抗は常温では炭素微粒子よりも低い導電性を示した。温度が上昇するとある温度域で急激に電気抵抗が増し、その最高値は銅メッキを行わなかった場合とほぼ等しくなった。これより、銅メッキしたカーボン微粒子を用いると、極めて優れたスイッチ特性が発現される複合材料が得られることが判明した。

A representative of the research on conductive migration materials has conducted recent research on ultra-high molecular weight polymer solutions, such as mixing, stirring, temperature, quenching, drying, and so on. The sample is characterized by a temperature range (approximately 80 ° C), an increase in electrical resistance to shock, and a decrease in service life. The problem point of the sample is that the electrical resistance at room temperature is thousands of times higher than that of the particles. The electrical resistance of the material at room temperature is low. The surface treatment of micro-particles is difficult, and the surface treatment of micro-particles is possible. The solution is treated by a centrifugal separator. It is impossible for the particles to be extremely small. It is necessary for copper microcrystals to have several times the diameter. The composite material of copper micro-particles and ultra-high molecular weight is prepared by the crystallization method, and the electric resistance of carbon micro-particles at room temperature is demonstrated. The temperature rises, the electrical resistance increases, and the highest temperature rises. The characteristics of composite materials were found in the presence of fine particles.

项目成果

M.Kaburagi, Y.Bin, D.Zu, C.Xu, M.Matsuo: "Small angle X-ray scattering from voids within carbon fibers on stabilized and carbonized stage"Carbon. (in press). (2003)

M.Kaburagi、Y.Bin、D.Zu、C.Xu、M.Matsuo：“稳定和碳化阶段碳纤维内空隙的小角 X 射线散射”碳。

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)

D、C.Y.Xu、N.Nakura、M.Matsuo：“PAN/VGCF 园区碳薄膜的研究；通过明胶/溶液结晶进行填充”Carbon。

Y.Bin, C.Xu, D.Zhu, M.Matsuo: "Electric properties of polyethylene and carbon black particle blends prepared by gelation/crystallization from solutions"Carbon. 40(2). 195-199 (2002)

Y.Bin，C.Xu，D.Zhu，M.Matsuo：“通过溶液凝胶化/结晶制备的聚乙烯和炭黑颗粒共混物的电性能”Carbon。

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)

Y.Bim、C.Y.Xu、D.Zu、Matsuo：“通过明胶/溶液结晶制备的聚乙烯和炭黑颗粒混合物的电特性”Carbon。

D.Zhu, C.Xu, N.Nakura, M.Matsuo: "Study of carbon film from PAN/VGCF composite prepared by Gelation/crystallization from solutions"Carbon. 40(3). 363-373 (2002)

D.Zhu，C.Xu，N.Nakura，M.Matsuo：“通过溶液凝胶/结晶制备的 PAN/VGCF 复合材料碳膜的研究”Carbon。