10/31 ナノフィラーの高分散・充填化技術の基礎及び 機能性ナノコンポジットの開発動向

(公財)名古屋産業科学研究所 上席研究員 　小長谷 重次　氏
【専門】高分子化学（重縮合、機能性高分子）、フィラー分散、機能性複合材料

 　本講座ではスラリーやポリマーへのフィラーの分散法に関する基礎的知識のみならず、さらにシリカや炭酸カルシウム粒子を例にそれらの表面処理法とポリマーへの充填例につき最近の文献や特許情報をもとに解説する。次に、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウムなどの（ナノ）フィラーのポリエステル（PET）への分散モデル実験、そしてモデル実験のPET[重合系での実証実験結果を紹介し、モデル実験結果と実重合系（スケールアップを含む）結果との整合性を紹介する。さらに、話題の機能性ナノフィラー（ナノ炭素粒子やセルロースナノファイバー（CeNF））の分散、それらの機能性ナノコンポジット（力学特性、導電・伝熱関係）の研究開発動向及び高機能化のポイント・具体的方策を紹介する。

１．フィラー基礎
　1.1　フィラーの種類：無機性、有機性、有機・無機ハイブリッドタイプ
　1.2　主要フィラーの製法とその特性：炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン
　1.3　フィラーの粉砕・分級法とその特徴
　　　　a)乾式粉砕
　　　　b)湿式粉砕
　1.4　フィラー径と粒度分布評価法
　　　　a)直接観察法（電子顕微鏡法）
　　　　b)間接観察（動的光散乱法ほか）
　　　　c)最近の話題
　1.5.フィラー種による表面特性の特徴
　　　　a)無機酸化物と無機塩との表面特性差異
　　　　b)表面電荷（ゼータ電位）と測定法

２．フィラーのスラリーやポリマーへの高分散充填に関する基礎
　2.1　フィラー分散スラリー調製の考え方
　2.2　フィラー分散支配因子：表面電荷と立体障害効果
　2.3　ゼータ電位測定法の実際と問題点
　2.4　フィラーの表面処理がポリマーへの高分散化に与える効果
　　　　a)シリカ粒子
　　　　b)炭酸カルシウム粒子
　　　　c)セルロースナノファイバーなど

３．ポリエステル（PET）へのフィラー分散に関するモデル実験と実証例
　3.1　PET中での酸化チタンフィラー（TiO2）の分散モデル実験とその評価法
　　　　a)PET合成時の各種添加物がTiO2のゼータ電位、分散に与える影響、
　　　　b)PETモデル体（BHET）がTiO2のゼータ電位、分散に与える影響
　3.2　PET重合系におけるTiO2分散モデル実験結果の実証
　3.3　各種ナノフィラーのPETへの高分散化モデル実験と実証例
　　　　a)TiO2ナノ粒子
　　　　b)アルミナナノ粒子
　　　　c)炭酸カルシウムナノ粒子

４．機能性ナノフィラーを用いた先端材料の研究開発動向
　4.1　機能性ナノフィラーとナノ効果概説
　4.2　ナノ炭素粒子（CNT,グラフェン類など）
　　4.2.1　ナノ炭素粒子の開発動向
　　4.2.2　ナノ炭素充填体の分散性向上に関する技術
　　4.2.3　ナノ炭素充填効果アップ策：パーコレーション、ダブルパーコレーション
　　4.2.4　ナノ炭素粒子充填先端材料に関する研究開発動向
　　4.2.5　開発・上市における課題と対応の現状
　4.3　セルロースナノファイバー（CeNF）
　　4.3.1　環境問題におけるCeNFの意義
　　4.3.2　CeNFの研究開発動向
　　4.3.3　CeNFの力学特性を活用した先端材料の研究開発動向
　　4.3.4　各種ポリマーとの相溶性改善を目指したCeNFの改質（表面修飾）例
　　　　　　a)ポリプロピレン(PP)
　　　　　　b)ポリアミド(PA)
　　　　　　c)セルローストリアセテート(CTA)
　　4.3.5　CeNFの吸着特性を活用した先端材料の研究開発動向
　　4.3.6　開発・上市における課題と対応の現状

5．まとめと質疑応答

　　□ 質疑応答 □ 

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