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ポリマー(ポリマーブレンド)/CNT系ナノコンポジットによる新規導電材料の創製

使用聚合物（聚合物共混物）/CNT 纳米复合材料创建新型导电材料

基本信息

批准号：
06F06556
负责人：
清水博
金额：
$ 1.54万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

カーボンナノチューブ(CNT)、特に単層のCNTは従来の炭素化合物には見られない特異な性質を示し、金属にも半導体にもなるし、ダイヤモンドを凌ぐ熱伝導性を持つことが理論的に予測されている。当然、樹脂にCNTを分散させれば、導電性、熱伝導性等の物性が飛躍的に向上したナノコンポジットの創製が期待される。しかしながら、CNT等のフィラーを樹脂に微視的に分散させること、換言すれば"ナノ分散"させるのは実際には非常に困難であることが分かってきた。即ち、CNT等一次粒子がナノメーター次元を有するフィラーを樹脂に微視的に分散させること、換言すれば"ナノ分散"させるのは実際には非常に困難であることが分かってきた。即ち、CNT等一次粒子がナノメーター次元を有するフィラーを樹脂に微視的に分散させるにはフィラーと樹脂間の親和性を向上させる必要がある。フィラーと樹脂間の親和性を上げるには、界面活性剤の添加、フィラーの表面修飾を行うのが良いとされている。フィラーの表面改質の手法としては、プラズマ処理や超臨界流体処理など物理的な手法もあるが、グラフト重合等の化学的処理が有効である。そこで、我々はグラフト化によるCNTの化学的修飾とそれら材料の樹脂への分散を試みた。多層CNTの壁面に籠状シリカ化合物(POSS)やTiO_2をグラフト化により結合させ、POSS-g-CNT及びTiO_2-g-CNTを作製し、それらを樹脂に分散させることにより新規ナノコンポジット材料を創製した。これら化合物そのものが新規物質であるだけでなく、POSS-g-CNTでは多様な有機溶媒に可溶となっただけでなく、ポリ乳酸等の樹脂への分散性を著しく改善できた。さらに、TiO_2-g-CNTを樹脂に分散させた複合材料を創製し、光を当てると表面の電気伝導度が著しく低下することが分かり、特異な物性を示すナノコンポジット創製に成功した。

The unique properties of carbon compounds such as (CNT) and special single-layer CNT have been demonstrated, and the thermal conductivity of metals and semiconductors has been theoretically predicted. Of course, the resin CNT dispersion, conductivity, thermal conductivity and other physical properties of the leap forward to the creation of the polymer is expected. It is very difficult to disperse the Weishi app in resin, such as CNT, etc. In other words, it is very difficult to disperse primary particles such as CNT and CNT in the resin Weishi app. That is, the primary particles such as CNT and CNT are dispersed in the resin. The affinity between the resin and the resin is improved, the addition of surfactant and the surface modification of the resin are improved. The surface modification method of supercritical fluid treatment, physical method, superposition and other chemical treatment are effective. The chemical modification of CNT and the dispersion of resin in the material were studied. The synthesis of caged CNTs (POSS) and TiO_2 on the wall of multilayer CNTs, the preparation of POSS-g-CNT and TiO_2-g-CNT, and the preparation of resin dispersion materials. The dispersibility of the resin such as POSS-g-CNT in various organic solvents is improved. TiO_2-g-CNT resin dispersion composite materials were successfully prepared, and the surface electrical conductivity of TiO_2-g-CNT resin dispersion was improved.