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 ~ フィラーは高分子のどこに入るのか? 室温時の抵抗を低下させ、高温時の抵抗を上げるには? 高分子とフィラーのインターラクションは? 最も良いフィラーは? ~
 目的に応じた導電性複合材料を作製するための必須講座! PTC特性の発現メカニズムから定量的解析まで詳解!

R&D支援センターセミナー

       開催日時:2017年7月3日(月)10:30~16:00
       会  場:大阪産業創造館 5F 研修室B  → 会場へのアクセス 
       参 加 費:49,980円(税込、昼食・資料付)

講 師

 大阪市立大学大学院 工学研究科 化学生物系専攻 高分子科学研究室
 教授 博士(工学) 堀邊英夫 氏

<ご専門>
 高分子科学(導電性複合材料、PVDFの結晶構造、レジスト等)

<学協会等>
 応用物理学会代議員、日本放射線化学会理事、プラスチック成形加工学会運営委員、高分子学会等

<ご略歴>
 1985年 京都大学工学部合成化学科卒業
 1985年 三菱電機㈱先端技術総合研究所 研究員/主任研究員/主席研究員
 1997年 博士(工学)(大阪大学)
 2003年 高知工業高等専門学校物質工学科 助教授
 2007年 金沢工業大学バイオ・化学部 教授
 2013年 大阪市立大学大学院工学研究科 化学生物系専攻 教授
 2014年 大阪市立大学新産業創生研究センター 所長(兼任)
 2007年 大阪大学 招聘教授(兼任)

定 員

 30名

受講対象・レベル

 ・高分子,導電性複合材料の研究や開発に関わる方

習得できる知識

 ・導電フィラー分散高分子複合材料
 ・PTC(Positive Temperature Coefficient)特性-温度に対する抵抗率変化-
 ・PTC特性から見た高分子とフィラーのインターラクション

趣 旨

 ポリマーに金属粉末,カーボンブラック(CB),カーボンナノチューブ(CNT)などの導電フィラーを充填し作製した導電フィラー分散高分子複合材料は,フィラーが複合材料中でネットワーク状に連なり導電パスを形成するため,特異な電気特性を示す.特に結晶性ポリマーからなる導電性複合材料は,温度上昇とともに電気抵抗率が増加する正の抵抗温度係数(PTC: Positive Temperature Coefficient)特性を示す.PTC特性を示す材料はその特性から永久ヒューズ,温度センサー,ヒーターなどに応用可能である.導電性複合材料を永久ヒューズに応用する場合,室温抵抗率が低くかつ高温抵抗率が高く,抵抗率の増加が温度に対して急峻である必要がある.この目的に応じた導電性複合材料を作製するためには,PTC特性の発現メカニズムの解明が重要である.
 本講演では,フィラーはそもそも高分子のどこに入っているのか,室温時の抵抗を低下させ,一方,高温時の抵抗を上げるというトレードオフの関係を達成するためには、PTC特性の発現はどのような機構で起こるのか,高分子とフィラーのインターラクションについて,懇切に紹介したい.

プログラム

1.導電フィラー分散高分子材料とは?
  1-1.PTC(PTC: Positive Temperature Coefficient)特性とは
  1-2.複合材料の導電性発現機構
  1-3.高分子の種類とPTC特性との関係
  1-4.フィラーがCBの場合のPTC特性-最適なCBは-
  1-5.フィラーが金属の場合のPTC特性-最適な金属は-

2.ポリマーの結晶化度とフィラー分散高分子のPTC特性との関係
  2-1.ポリマーの結晶化度の評価法
  2-2.ポリマーの結晶化度とフィラー分散高分子のPTC特性
  2-3.フィラー充填量とポリマーの結晶化度
  2-4.フィラー充填量とフィラー分散高分子のPTC特性

3.フィラー分散高分子の溶融後の冷却速度の導電性への影響
  3-1.溶融後の冷却速度とポリマーの結晶化度
  3-2.ポリマーの結晶化度と室温抵抗率
  3-3.ポリマーの結晶化度とPTC特性

4.結晶性高分子/Ni複合材料のPTC特性
  4-1.Ni充填率と複合材料の室温抵抗率
  4-2.Ni充填率と複合材料のPTC特性
  4-3.高分子とフィラーのインターラクション
  4-4.FITモデル

5.ポリマーの分子量と複合材料の導電性
  5-1.HDPEの分子量と複合材料の導電性
  5-2.PMMAの分子量と複合材料の導電性

6.非晶性ポリマーと複合材料のPTC特性
  6-1.非晶性ポリマーにおけるフィラーの分散性(SEM写真)
  6-2.非晶性ポリマーにおけるPTC特性

7.複合材料のPTC特性の定量的解析
  7-1.パーコーレーション理論における閾値の定義
  7-2.ポリマーの体積膨張及び結晶化度を考慮したPTC特性
  7-3.絶縁領域の抵抗率になる温度での複合材料の見かけのフィラー充填率