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気相合成法を利用したポリマー基ナノ・マイクロコンポジットの新しい製法の研究

聚合物基纳米/微米复合材料气相合成新制造方法研究

基本信息

批准号：
21656167
负责人：
堀田篤
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分子母材としては最も汎用的に使用されているポリエチレンに焦点をあてた。また、分散材としては非晶質炭素および酸化ケイ素を用いて大気圧下において複合材料作製を試みた。作製したコンポジットの構造評価および物性評価を実施した。コンポジットの構造評価を行ったところ、光学顕微鏡および動的光散乱法を用いることにより分散材のサブミクロンスケールでの分散が確認された。また、分散させる際のポリマー溶融体母材の粘度が分散させる非晶質炭素のサイズに大きく影響することがわかった。これより、あらかじめ高分子母材の粘度を決めることで分散材の粒径をコントロールすることが可能となることがわかった。また、実験条件を大気圧下から真空下へと移行して予備実験を実施した。ここでは、母材として同様のポリエチレンを、分散材としてDLC(非晶質炭素の1種)を用いてコンポジット作製を行った。その評価を大気圧下と同じように行ったところ、DLC含有にともないヤング率の増加が確認された。これは材料内部でDLCが強化材として機能したと考えられる。また、熱物性試験結果により材料の融点、結晶化温度の上昇が確認された。これはDLCが複合材料内部で有効に結晶核剤として機能したことを意味していると考えられる。

In this study, the preparation method of polymer and hard materials was studied. The method can melt and disperse amorphous carbon and hard inorganic materials. In addition, the existing mixing method and the composite method are simple, easy to use, and easy to use. The polymer base material is the most widely used. The dispersion of amorphous carbon and amorphous carbon was tested under high pressure. The structural evaluation and physical evaluation of the system are carried out. The structure of the dispersion material is evaluated by optical microscopy and dynamic light scattering method. The viscosity of the melt base material is greatly affected by the dispersion of amorphous carbon. This is because it is possible to determine the viscosity of the polymer base material and the particle size of the dispersion material. For example, if the pressure is high, the vacuum is low, and the equipment is ready for operation. The base material and the dispersion material are used to prepare DLC(amorphous carbon). The DLC has been confirmed to have increased the rate of production. The DLC inside the material strengthens the material. The melting point and crystallization temperature rise of the material were confirmed by thermal property test results. The DLC has a crystalline nucleus inside it.