炭素系ナノ材料の高濃度分散プロセッシングによる高機能性ポリマー材料の開発

摘要

近年、炭素系ナノ材料をポリマーに分散させ導電性や熱伝導性、機械的強度を付与した機能性ポリマー材料の開発研究が数多くなされている。特に、カーボンナノチューブ(CNT)やグラフェン(GPN)などの炭素系ナノ材料は、一次元的、二次元的な分子構造に由来した特性を持ち、金属結晶体とは異なりナノスケールでもその特性が維持されると考えられており、ポリマー中への高分散化が模索されている。しかしながら、一次元的に伸びたCNTと二次元的に広がったGPNを混合する場合、両者の幾何形状に由来する臨界パーコレーション濃度が異なり、混合手法および混合順序によって、分散状態が大きく異なると十分に予想される。本研究では、このような炭素系ナノ材料をポリマー中に分散する場合、特に高濃度でその影響が強く現れると考えれるため、CNTとGPN (グラファイトGPT)を用いて、混合順序の影響および超臨界CO_2場での混合（高流体混練法；HPFM) の影響を明らかにし、炭素系ナノ材料を高濃度分散する方法を確立する目的で実施した結果を報告する。