樹脂 フィラー 書籍
 
No.2157
金属ナノ粒子、微粒子の合成、調製と最新応用技術
高分子材料の劣化・変色対策

★ 密着性向上、ぬれ性改善のために!
★ カップリング処理、グラフト処理、無水マレイン酸、相溶化剤などの最適化!

樹脂/フィラー複合材料の界面制御と評価

発刊日 : 2022年5月31日  体 裁 : A4判 550頁   定 価:88,000円(税込)    ISBN:978-4-86104-882-1


 
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■ 本書のポイント

フィラー、繊維の種類
シリカ/アルミナ/窒化ホウ素/CNT/アンチモン/炭素繊維/ガラス繊維/CNF  etc.

密着性の向上
・ポリマーグラフト化
・フルオレン
・無水マレイン酸
・カップリング剤
・サイジング剤 etc.

ポリマーアロイの作製
・相容化剤の選び方、使い方
・相分離構造の制御
・廃プラスチックへ向けた今後の展開

界面の状態・挙動の理解
・樹脂/フィラー界面に働いている因子は何か?
・高分子鎖の運動性、形態を解析するには?

 

■ 執筆者(敬称略) 

三重大学 鳥飼 直也 大阪ガス(株) 杉本 雅行
信州大学 野口 徹 大阪ガスケミカル(株) 廣田 真之
神奈川大学 松本 紘宜 群馬大学 井上 雅博
日揮触媒化成(株) 荒金 宏忠 パナソニック(株) 福島 直弥
日揮触媒化成(株) 村口 良 奈良工業高等専門学校 太田 孝雄
東京都立大学 武井 孝 九州工業大学 安藤 義人
富山県立大学 棚橋 満 九州工業大学 川野 哲聖
名古屋工業大学 杉本 英樹 九州工業大学 山手 健矢
デンカ(株) 新田 純也 大阪大学 宇山 浩
富山県立大学 真田 和昭 山形大学 西辻 祥太郎
(株)KRI 林 裕之 日油(株) 持舘 和臣
(株)U-MaP 西谷 健治 山形大学 石神 明
昭和電工セラミックス(株) 新井 敏弘 京都大学 杉村 和紀
昭和電工セラミックス(株) 深澤 賢 倉敷ファッションセンター(株) 光石 一太
白石工業(株) 萱野 善貞 信越化学工業(株) 廣神 宗直
(公財)名古屋産業科学研究所 小長谷 重次 大阪市立大学 内田 真
協和化学工業(株) 細井 賢 長野県工業技術総合センター 村野 耕平
日本精鉱(株) 福本 惇思 住友化学(株) 青嶋 紘
三菱ケミカル(株) 杉浦 直樹 住友化学(株) 徳田 修
金沢工業大学 西田 裕文 東レ(株) 嶋田 彰
山形大学 高山 哲生 丸八(株) 圖子 博昭
三洋化成工業(株) 服部 真範 丸八(株) 藤原 和俊
(地独) 京都市産業技術研究所 仙波 健 丸八(株) 菅原 寿秀
中部大学 守谷(森棟) せいら スターライト工業(株) 藤橋 政人
(国研)産業技術総合研究所 阿多 誠介 GSアライアンス(株) 森 良平
高知工科大学 高坂 達郎 (国研)産業技術総合研究所 渡邉 亮太
CEDT le G15, Dakar, Senegal Mouhamadou Moustapha SARR (国研)日本原子力研究開発機構 青木 裕之
同志社大学 大窪 和也 (国研)産業技術総合研究所 堀内 伸
同志社大学 小武内 清貴 伊藤忠テクノソリューションズ(株) 森 一樹
金沢工業大学 川崎 翔大 名古屋大学 荒井 政大
ビックケミー・ジャパン(株) 若原 章博 東京工業大学 梁 暁斌
新潟大学 坪川 紀夫 東京工業大学 佐川 大輝
熊本大学 高藤 誠 東京工業大学 中嶋 健
熊本大学 伊原 博隆 (株)東レリサーチセンター 稲元 伸
静岡大学 青木 憲治 (株)東レリサーチセンター 吉田 晃世
京都大学 寺本 好邦 (株)東レリサーチセンター 大塚 祐二
(株)三栄興業 佐々木 大輔    
埼玉大学 早ア 拓登    
埼玉大学 藤森 厚裕    

■ 目  次

第1章 樹脂/フィラー、繊維の均一分散、界面特性

第2章 樹脂/フィラーにおける界面の設計、制御

第3章 樹脂/フィラー、繊維の接着性向上へ向けた表面処理、改質技術

第4章 ポリマーアロイにおける界面制御

第5章 カップリング剤処理による界面の密着性向上

第6章 複合材料の開発事例

第7章 複合材料の界面構造とその評価、解析


◇第1章 樹脂/フィラー、繊維の均一分散、界面特性◇

第1節 高分子/フィラーの分散・凝集状態とその評価
1.透過型電子顕微鏡による実空間観察
 1.1 透過型電子顕微鏡の観察原理
 1.2 高分子コンポジットへの適用例
2.小角散乱法による逆空間観察
 2.1 小角散乱法の測定原理
 2.2 高分子コンポジットへの適用例
3.レオロジー測定による評価
 3.1 動的粘弾性測定の原理
 3.2 高分子コンポジットへの適用例

第2節 ナノ繊維コンポジット材料の作製と分散性、界面の評価
1.弾性混練法
2.ナノ繊維の分散性とコンポジットの特性
3.ナノ繊維の分散性、配向性
4.CNFコンポジットの作製と物性
5.ナノファイバーとマトリックスの界面

第3節 混練機・二軸押出機によるナノコンポジットの分散と混合
1. ポリマーナノコンポジットにおけるナノ粒子の分散原理と分散手法
2. 溶融混練法におけるナノ粒子の分散メカニズム
 2.1 分散混合および分配混合
 2.2 rupture および erosionによるナノ粒子の分散様式
 2.3 比エネルギーとナノ粒子の分散の関係
 2.4 せん断流動場と伸長流動場によるナノ粒子の分散効果
3.ナノ粒子分散のための特殊溶融混練技術
 3.1 せん断流動を利用した溶融混練技術
 3.2 伸長流動を利用した溶融混練技術
 3.3 その他特殊混練技術

 

◇第2章 樹脂/フィラーにおける界面の設計、制御◇

第1節 シリカ粒子の調製と表面処理、樹脂への分散
1.酸化物ナノ粒子
 1.1 シリカ粒子の調製方法
 1.2 シリカ粒子の表面
2.高分子材料との複合化
3.表面設計
4.機能性発現例
 4.1 ハードコート(HC)性
 4.2 表面テクスチャ形成(アンチブロッキング性、アンカー効果による密着性)
 4.3 低屈折率化(反射防止性)
 4.4 引っ張り強度向上
 4.5 屈折率制御、帯電防止性

第2節 シリカの表面改質と分散制御,その評価
1.シリカの表面構造
2.シリカの表面改質
3.シリカの表面改質基の定性・定量
4.表面改質による表面特性評価と分散性

第3節 親水性シリカナノフィラーの分散複合化によるポリプロピレンの強靱化
1.(親水性ナノシリカ)/ポリマー系コンポジット調製法
 1.1 疎水性ポリマー中への親水性シリカ球状ナノフィラーの分散戦略
 1.2 本系コンポジット調製法の概略
2.(親水性ナノシリカ)/PP系コンポジットのフィラー分散性
3.(200 nm径シリカ)/PP系コンポジットの静的引張特性
4.本系コンポジットのPP母相の高次構造・球晶組織に及ぼす親水性シリカナノフィラーの影響
5.一次粒子径をサイズダウンさせた親水性ナノシリカを分散複合化した本系コンポジットの静的引張特性
6. 本系コンポジットの耐衝撃特性

第4節 種々のアルミナフィラーを用いたアクリル/アルミナ複合材料の調製および材料特性
1.各種試料の調製
 1.1 アルミナ有機化処理およびハイブリッドフィルム調製
 1.2 アルミナハイブリッドフィルムの調製
2.アルミナハイブリッドフィルムの特性評価
 2.1 透明性
 2.2 熱特性
 2.3 力学特性
 2.4 ハイブリッドフィルムの物性に及ぼす非重合性表面処理剤の効果

第5節 球状アルミナフィラーの表面改質と樹脂との複合化
1.球状アルミナによる複合材料の高熱伝導化
 1.1 樹脂/フィラー複合材料の熱伝導率
 1.2 粒度分布の適正化
 1.3 超微粉の適正化
2.球状アルミナの種類と選定
3.球状アルミナの表面改質
 3.1 複合材料の更なる高熱伝導率化
 3.2 球状アルミナの表面改質
 3.3 表面改質の手法

第6節 窒化物フィラーの表面処理と高熱伝導性付与のためのハイブリッド化
1.窒化物フィラーの種類
2.窒化物フィラーの表面処理事例
3.フィラーのハイブリッド化による伝熱ネットワーク形成技術に関する研究事例

第7節 窒化ホウ素の配向制御と樹脂コンポジットへの応用
1.窒化ホウ素について
2.窒化ホウ素/樹脂コンポジット
 2.1 コンポジットの熱伝導率予測
 2.2 熱の伝わりと伝熱経路の形成
 2.3 配向方法
  2.3.1 加圧法
  2.3.2 ブレード法
  2.3.3 バーコート法
  2.3.4 スピンコート法
  2.3.5 積層法
  2.3.6 遠心流動法
  2.3.7 遠心法
  2.3.8 磁場配向
  2.3.9 ランダム配向(等軸方向制御)
3.弊社での開発例の紹介
 3.1 h-BN粒子配向への加圧成形の効果
 3.2 遠心法
 3.3 h-BN/セルロースナノファイバーコンポジット
 3.4 気泡形成を利用したランダム配向(等軸方向制御)

第8節 AlNウィスカーの熱伝導性フィラー材料としての活用と展望
1.電子機器の「熱問題」と熱伝導性フィラーへの期待
 1.1 電子機器の現状と放熱材料に取り組む背景
 1.2 放熱樹脂部材を用いたデバイスの放熱設計
 1.3 樹脂系複合材料の熱伝導率向上と高アスペクト比フィラーへの期待
2.AlNウィスカーについて
 2.1 AlNの特徴
 2.2 AlNウィスカーの特徴
 2.3 AlNウィスカーを用いた複合樹脂材料

第9節 高熱伝導絶縁性セラミックスフィラーの種類、特徴と高熱伝導化、その応用
1.高熱伝導絶縁性セラミックスフィラーの概要
 1.1 世界の変化と高放熱のニーズの高まり
 1.2 高熱伝導絶縁性セラミックスフィラーの一般的性質
2.球状アルミナ『アルナビース?/CB』
3.六方晶窒化ホウ素『ショウビーエヌ?/UHP』
4.耐湿性窒化アルミニウム開発品
5.高熱伝導化のポイント
6.高熱伝導性セラミックスフィラーの応用例
 6.1 六方晶窒化ホウ素の応用例
 6.2 耐湿性窒化アルミニウム開発品の応用例
  6.2.1 シリコーン樹脂複合材料
  6.2.2 エポキシ樹脂複合材料

第10節 表面処理剤による炭酸カルシウムフィラーの改質、複合材料への応用
1.炭酸カルシウム
 1.1 炭酸カルシウムの特徴
 1.2 炭酸カルシウムフィラーの用途
2.表面処理の役割
 2.1 ナノ粒子径の制御
 2.2 表面処理技術
3.粘度発現メカニズム
 3.1 表面処理したコロイド炭酸カルシウムの増粘効果
 3.2 表面処理したコロイド炭酸カルシウムの増粘効果
 3.3 DOPの増粘
4.表面処理技術の可能性

第11節 炭酸カルシウムフィラーの表面処理とポリマー物性に与える効果
1.炭酸カルシウムフィラーの表面処理の重要性
 1.1 熱的および力学特性
 1.2 ボイド発生とフィラー脱落
2.炭酸カルシウムの表面特性
 2.1 炭酸カルシウムと金属酸化物の表面性状差異
 2.2 炭酸カルシウム表面の化学組成
  2.2.1 天然炭酸カルシウム(重質炭酸カルシウム)
  2.2.2 合成炭酸カルシウム(軽質炭酸カルシウム)
3.炭酸カルシウムの表面処理剤
 3.1 リン酸及びリン酸エステル
  3.1.1 吸着・結合状態
  3.1.2 表面処理効果
 3.2 リン酸塩
  3.2.1 吸着・結合状態
  3.2.2 表面処理効果
 3.3 カルボン酸化合物
  3.3.1 吸着・結合状態
  3.3.2 表面処理効果
 3.4 非イオン界面活性剤
  3.4.1 吸着・結合状態
  3.4.2 表面処理効果
 3.5 カップリング剤
  3.5.1 吸着・結合状態
  3.5.2 表面処理効果

第12節 水酸化マグネシウム・酸化マグネシウムの特性と樹脂への分散・配合
1.水酸化マグネシウム
 1.1 水酸化マグネシウムの樹脂への分散について
 1.2 水酸化マグネシウムを樹脂に配合した際の特性
 1.3 水酸化マグネシウムの形状変化によって付与される機能
2.酸化マグネシウム
 2.1 酸化マグネシウムの樹脂への分散について
 2.2 酸化マグネシウムを樹脂に配合した際の特性

第13節 アンチモンの種類、特徴と樹脂への配合
1.アンチモン系難燃剤の種類・物性・難燃効果
 1.1 アンチモン系難燃剤の種類と物性
 1.2アンチモン系難燃剤の難燃効果
  1.2.1 アンチモン系難燃剤の難燃機構
  1.2.2 アンチモン系難燃剤の難燃相乗効果
  1.2.3 アンチモン系難燃剤添加量による難燃効果
2.三酸化アンチモン配合の樹脂の物性
 2.1 三酸化アンチモンの結晶系、粒子径および粒子形状について
 2.2 三酸化アンチモンの平均粒子径と難燃性
 2.3 三酸化アンチモンの平均粒子径と樹脂の透明性
 2.4 三酸化アンチモンの平均粒子径と樹脂強度
3.アンチモン酸ナトリウムの難燃性とその特性
 3.1 はじめに
 3.2 アンチモン酸ナトリウムの耐熱性
 3.3 アンチモン酸ナトリウムを配合したポリエステル系樹脂の耐加水分解性
 3.4 アンチモン酸ナトリウムの屈折率

第14節 炭素繊維の表面処理技術と樹脂との複合化について
1.炭素繊維および炭素繊維表面の特徴
2.複合化のための界面改質技術
 2.1 界面相
 2.2 炭素繊維表面の改質技術: 酸化処理
 2.3 電解酸化処理
 2.4 炭素繊維表面に化学吸着した化学種の効果
 2.5 高弾性率炭素繊維の樹脂との界面接着力
3.注目される最新表面改質技術
4.熱可塑性樹脂との界面接着力

第15節 CFRTP用エポキシ樹脂の分子設計と高含浸性
1.エポキシ樹脂の熱可塑化
 1.1 熱可塑エポキシ樹脂の材料設計
 1.2 現場重合型熱可塑エポキシ樹脂の重合
 1.3 現場重合型熱可塑エポキシ樹脂の機械的強度の発現
 1.4 現場重合型熱可塑エポキシ樹脂のTg制御
2.現場重合型熱可塑エポキシ樹脂をマトリックスとするFRTPの特性
 2.1 熱可塑エポキシFRTPの機械的特性
 2.2 熱可塑エポキシFRTPの再溶融性
 2.3 熱可塑エポキシFRTPの耐薬品性
3.現場重合型熱可塑エポキシ樹脂を用いたFRP製造プロセス

第16節 ガラス繊維強化樹脂の高強度化技術
1.強さ発現機構
 1.1 界面はく離により降伏する場合
 1.2 繊維の引抜けにより降伏する場合
 1.3 繊維の破断により降伏する場合
 1.4 繊維の配向と降伏開始応力の関係
2.高強度化手法
 2.1 ポリマーブレンド化による界面相互作用力改善
 2.2 ナノフィラー分散による界面相互作用力改善

第17節 酸変性低分子量ポリオレフィン
1.用途例の詳細
 1.1 『ユーメックス』によるフィラーの分散性向上
  1.1.1 ガラス繊維強化ポリプロピレン樹脂
  1.1.2 炭素繊維強化ポリプロピレン樹脂
  1.1.3 バイオマスフィラー/ ポリプロピレン樹脂複合材
  1.1.4 その他
 1.2 『ユーメックス』によるポリオレフィン樹脂と高極性樹脂との相容性向上
 1.3 ホットメルト接着剤の耐熱接着性向上
2.低融点型酸変性低分子量ポリオレフィン

第18節 セルロースナノファイバー表面の変性処理とプラスチックへの均一分散
1.PA系プラスチックに必要なCNFの化学変性と複合化プロセス
2.PA中における変性パルプの分散状態の比較と曲げ特性

第19節 ナノカーボンの種類、特徴と高分子材料との複合化
1.ナノカーボンの種類と特徴
 1.1 カーボンナノチューブ(Carbon nanotubes; CNT)
 1.2 グラフェンおよび酸化グラフェン(Graphene oxide; GO)
 1.3 ナノダイヤモンド(Nanodiamond; ND)
2.ナノカーボン充てん高分子系ナノ複合材料
 2.1 分散性と界面相互作用
 2.2 研究例
  2.2.1 水素結合を介した複合化
  2.2.2 共有結合を介した複合化
  2.2.3 架橋剤としての効果
 2.3 ナノカーボンの形状による効果

第20節 カーボンナノチューブの特徴と樹脂への分散、その応用
1.CNTの現状と可能性
2.CNT複合材料の設計指針
3.CNT複合化
4.CNT複合材料の成形加工
5.CNTのアプリケーション

 

◇第3章 樹脂/フィラー、繊維の接着性向上へ向けた表面処理、改質技術◇

第1節 CNFのガラス繊維表面への添加による繊維・樹脂界面強度の向上
1.材料および実験方法
2.実験結果および考察
 2.1 CNF処理を行った繊維の表面性状
 2.2 IFSS
 2.3 マイクロドロップレット試験後の破面観察

第2節 CNF添加によるCFRP界面接着強度、繰り返し疲労特性の向上
1.使用材料
2.CNFの添加によるCFRPの機械的特性の変化
 2.1 静的強度
 2.2 疲労寿命の違い
 2.3 疲労破壊時の破面状態の違い
 2.4 炭素繊維/樹脂間の界面せん断強度

第3節 サイジング剤を用いた炭素繊維の表面改質と複合材料への応用について
1.炭素繊維強化樹脂材(CFRP材)の強度発現の機構
2.サイジング剤の役割
 2.1 求められる機能
 2.2 サイジング剤の一般的な組成
 2.3 樹脂との複合化におけるサイジング剤の役割
 2.4 濡れ性・含浸性向上効果
 2.5 界面接着力への効果
 2.6 複合材料の機械的特性発現性への効果

第4節 真空紫外光照射による炭素繊維強化ポリイミド複合材料界面における影響とその効果
1.ポリイミドの接着性と真空紫外光照射処理
2.耐熱接着剤
3.真空紫外光照射がポリイミド複合材料の接着強度に与える影響
 3.1 被着体と表面処理条件
 3.2 せん断接着試験の結果
4.真空紫外光照射後のポリイミド界面の表面分析
 4.1 接触角
 4.2 X線電子分光法

第5節 グラフト化技術、カップリング剤を用いた樹脂/ガラス繊維の界面制御
1.常温で固体のマトリクス中での分散
2.ポリマーへのグラフト化
 2.1 グラフト化の設計思想
 2.2 グラフト化の方法:固相法と溶融法
 2.3 カップリング剤によるマトリクスとの強固な付着効果
 2.4 機械的強度(引張強度・衝撃試験結果)
 2.5 ポリアミド・ガラス繊維系の物性改良
 2.6 その他のフィラー・繊維のマトリクスとの密着向上
3.臭気・VOCのプロセス中での排気の促進

第6節 表面グラフト化によるナノカーボンの分散制御
1.ナノカーボン表面へのポリマーのグラフト化
 1.1 ナノカーボン表面へのグラフト化の一般的方法
 1.2 Grafting from 法によるグラフト反応
  1.2.1 表面開始グラフト重合
  1.2.2 表面開始リビング重合
  1.2.3 多分岐ポリマーのグラフト化(デンドリマー法)
 1.3 Grafting onto法(高分子応法)によるグラフト反応
  1.3.1 ナノカーボン表面へ導入した官能基とポリマーとのグラフト反応
  1.3.2 ナノカーボンの縮合芳香族環をベースとするグラフト反応
  1.3.3 ポリドーパミンで被覆したナノカーボンの利用
2.ポリマーグラフトナノカーボンの分散性と分散性を生かした応用展開
 2.1 ポリマーグラフトナノカーボンの分散性
  2.1.1 分散性の簡便評価方法
  2.1.2 グラフト鎖はナノカーボンの凝集構造を破壊する 
  2.1.3 溶液中への分散性
  2.1.4 ポリマー中への分散性
 2.2 グラフト鎖によるナノカーボンの分散性制御
  2.2.1 pHによる分散性制御
  2.2.2 温度による分散性制御
 2.3 ナノ粒子表面の濡れ性制御
  2.3.1 分岐ポリマーグラフトによる制御
 2.4 ナノカーボンの分散性を生かした応用展開
  2.4.1 導電性ソフトマテリアル
  2.4.2 CNT複合化ペーパーアクチュエーターへの応用
  2.4.3 湿度、アルコールガスセンサへの応用
  2.4.4 有機溶媒センサーの応用
  2.4.5 Electromotive Force (EMF) 型水素センサへの応用
  2.4.6 ナノダイヤモンド(ND)複合メッキ液への応用
  2.4.7 フラーレンの可溶化への応用
  2.4.8 フラーレンゲルへの合成と応用

第7節 ポリマーグラフト化による無機ナノ粒子の界面特性制御と機能化
1.基材界面へのポリマーのグラフト化法
 1.1 基材界面との反応性基
 1.2 Grafting-from
 1.3 Grafting-to
2.ポリマーグラフト化による無機材料界面の機能化
 2.1 側鎖配向性ポリマーによる無機粒子の界面改質と機能化
 2.2 側鎖イオン性ポリマーによる磁性ナノ粒子の界面改質と機能化
 2.3 側鎖イオン性ポリマーによる多孔質シリカの界面改質と機能化
 2.4 ポリマーグラフト化を利用したネットワークゲル

第8節 無水マレイン酸変性PP(MAPP)を用いた樹脂複合材料の界面接着性向上
1.無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)とは
 1.1 MAPPの構造
 1.2 MAPPのグラフト量と分子量
2.無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)が複合材料の物性に与える影響
 2.1 MAPPの調製および分析
 2.2 単繊維とPP界面との接着性の検証(マイクロドロップレット法)
 2.3 ガラス繊維強化ポリプロピレン(GFRPP)での検証
 2.4 ウッドプラスチック(WPC)での検証
3.無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)添加によるフィラー分散性向上効果
 3.1 フィラー分散性へのMAPPの寄与
 3.2 水酸化マグネシウム/PP複合材料での検証
 3.3 CNF/PP複合材料での検証

第9節 MAPPによる混練型木材/プラスチック複合体の界面設計と力学特性の向上
1.酸変性樹脂相容化剤
 1.1 WPC製造における相容化剤のはたらきの一般的な理解
 1.2 MAPPとセルロースは共有結合しているのか?
 1.3 そもそも酸変性樹脂の挙動は簡単に分析できるのか?
2.さまざまなスケールでMAPPの機能発現を実験的に調べた例
 2.1 分光法の感度向上(分子レベル)
 2.2 酸変性樹脂のフィラー表面への濡れ性評価と局在(nmレベル)
  2.2.1 熱分析による結晶化実験
  2.2.2 相容化剤のnmスケールでの局在
 2.3 複合材中でのフィラーの分散性の簡便な定量評価(μmレベル)
  2.3.1 蛍光標識と画像解析
  2.3.2 画像解析データと物性の相関
  2.3.3 セルロースナノファイバーへの蛍光法の適用

第10節 樹脂/フィラーの界面接着性向上のための末端反応性ポリオレフィンの合成
1.精密熱分解
2.両末端二重結合PPの特徴
3.両末端二重結合PPの官能基化
4.両末端二重結合PPを用いた共重合体
5.樹脂/フィラー複合体への応用例
6.二重結合の新しい機能化
7.複合材料の未来

第11節 有機鎖修飾による無機フィラーの改質とマトリックス高分子との親和性向上

第12節 フルオレン修飾によるセルロースファイバーのポリアミドへの界面密着性向上効果
1.フルオレン修飾によるセルロースファイバーの表面特性変化
 1.1 フルオレン修飾セルロースファイバーの調製方法
 1.2 フルオレン修飾セルロースファイバーの溶媒への再分散性
 1.3 フルオレン修飾セルロースファイバーの溶媒への再分散性発現メカニズム
2.フルオレン修飾セルロースファイバー/ポリアミド複合材料の界面密着性
 2.1 フルオレン修飾セルロースファイバー/ポリアミド複合材料の調製
 2.2 フルオレン修飾セルロースファイバーのポリアミドへの分散性
 2.3 フルオレン修飾セルロースファイバー/ポリアミド複合材料の補強効果
 2.4 フルオレン修飾セルロースファイバー/ポリアミド複合材料の界面密着性

第13節 フィラー表面の化学的性状評価と複合材料設計への応用
1.フィラー表面の化学的性質のHSPによる定量評価
2.フィラー表面の化学的性質に基づく有機高分子マトリックス配合のスクリーニング
3.有機高分子マトリックスの不均質性と界面状態
4.フィラー添加による有機高分子マトリックスの微視的状態変化

第14節 低分子量分散剤によるセルロース繊維のPP樹脂中への分散効果
1.家電構造材応用に向けたセルロース繊維複合PPの課題と加工プロセス・処方設計
2.セルロース繊維複合PPの評価方法
3.MAPPとセルロース繊維の分散状態
4.低分子量ポリオレフィンとセルロース繊維の分散状態
 4.1 低分子量分散剤の酸価と分散状態の関係
 4.2 低分子量ポリオレフィンの分子量・材料種と分散状態の関係
5.低分子量分散剤を用いた複合樹脂の物性比較

第15節 大気圧プラズマ処理による樹脂/バサルト繊維の界面密着性向上とその評価
1.プラズマとは
2.大気圧プラズマ
3.大気圧プラズマ生成装置
4. 大気圧プラズマ処理による樹脂/バサルト繊維の界面密着性の評価
 4.1 供試材料
 4.2 大気圧プラズマジェットによるバサルト繊維の表面処理
 4.3 繊維引張試験
 4.4 マイクロドロップレット試験
 4.5 大気圧プラズマジェットの発光スペクトル測定
 4.6 繊維表面観察結果
 4.7 繊維引張試験結果
 4.8 マイクロドロップレット試験結果

第16節 酸性処理によるエラストマー/セルロースの複合化とその評価
1.シリコーンエラストマー複合材料
2.酸によるCNFの表面修飾
3.酸処理CNFシリコーン複合材料

第17節 クエン酸変性による樹脂/CNFの密着性、機械特性向上
1.クエン酸変性セルロース
2.クエン酸変性セルロースとプラスチックの複合化

 

◇第4章 ポリマーアロイにおける界面制御◇

第1節 界面構造の制御へ向けた相容化剤の種類とその効果
1.相溶性と相容性
2.相容化剤の役割
3.非反応性相容化剤
4.反応性相容化剤

第2節 相容化剤の作用機構とその使用例
1.相容化剤の構造と分類
 1.1 構造類似性に基づく分類
 1.2 反応性に基づく分類
2.相容化剤の作用機構
3.相容化剤の使用方法
4.相容化剤の使用例
 4.1 PC/PET
 4.2 PC/ABS

第3節 反応性相容化剤を用いたPMMA/PR界面の接着強化とその評価
1.反応性相容化剤とリアクティブプロセッシング
2.相容性および反応性の評価
3.透明性と内部構造の評価
4.機械特性への影響
5.PRの機能性発現メカニズム

第4節 セルロース系多糖とビニルポリマーの相溶性ならびに分子間相互作用の解析評価
1.ブレンド相溶性と分子間相互作用の解析方法
2.N-ビニルピロリドン含有共重合体とのブレンド相溶性と分子間相互作用
 2.1 熱分析に基づいた相溶性評価とマッピングデータ
  2.1.1 CE/N-ビニルピロリドン-ビニルアセテート共重合体(P(VP-co-VAc))ブレンド
  2.1.2 CE/N-ビニルピロリドン-メタクリル酸メチル(P(VP-co-MMA))ブレンド
 2.2 分子間相互作用パラメータの定量評価による相溶化挙動の比較検証
 2.3 セルロース混合エステルにおける相溶化機構
3.その他ビニルポリマーとのブレンド研究例

 

◇第5章 カップリング剤処理による界面の密着性向上◇

第1節 カップリング剤の種類と樹脂/フィラーへの処理効果
1.フィラーの表面処理技術
 1.1 シラン剤
 1.2 チタネート剤
 1.3 アルミネート剤
 1.4 その他のカップリング剤
2.フィラーの表面処理手法
 2.1 湿式加熱法
 2.2 湿式濾過法
 2.3 乾式撹拌法
 2.4 インテグレルブレンド法
 2.5 スプレードライ法
3.フィラー表面の親水度・疎水度評価
4.カップリング処理とフィラーの凝集体との関連
5.カップリング処理に及ぼす統計解析手法の応用

第2節 シランカップリング剤による有機-無機複合材料界面への処理とその効果
1.シランカップリング剤の構造と種類
2.無機表面に対する作用機構
3.有機樹脂に対する作用機構と選定方法
4.シランカップリング剤の使用方法
 4.1 フィラーへの表面処理
 4.2 ガラス繊維、ガラスクロスへの処理
 4.3 有機樹脂への添加
 4.4 有機樹脂との反応
5.各種シランカップリング剤の使用例
 5.1 ビニルシランの使用例
 5.2 エポキシシラン
 5.3 アミノシラン
 5.4 (メタ)アクリルシラン
 5.5 メルカプトシラン
 5.6 イソシアネートシラン

第3節 シランカップリング剤を用いた銅メッシュの表面処理と樹脂の複合化
1.実験方法
 1.1 実験の概要
 1.2 銅メッシュ・PP複合材の成形方法
 1.3 引張試験方法
2.実験結果
 2.1 銅メッシュ単体の変形
 2.2 PP-銅メッシュ複合材の応力−ひずみ関係
 2.3 PP-銅メッシュ複合材の不均一変形
3.変形機構の考察

第4節 シランカップリング剤による熱伝導性フィラーの処理と樹脂との複合化,熱伝導率の向上
1.実験方法
 1.1 試料
 1.2 シランカップリング剤による表面処理
 1.3 赤外分析拡散反射法によるフィラー表面処理状態の分析
 1.4 樹脂複合材料の作製
 1.5 試験片の成形
 1.6 熱伝導率の測定
 1.7 複合材料断面の電子顕微鏡観察
2.結果及び考察
 2.1 フィラーの表面処理状態の分析
3.シランカップリング剤による表面処理が樹脂複合材料の熱伝導率へ与える影響
4.樹脂複合材料断面の電子顕微鏡観察

第5節 ゴム/フィラーの密着性向上へ向けたカップリング剤の適応
1.シランカップリング剤
2.カーボンブラックカップリング剤
3.新規カーボンブラックカップリング剤の分子設計コンセプト
4.SUMILINKR100/200の特徴
 4.1 低燃費性評価
 4.2 CB分散性評価
 4.3 動倍率評価
 4.4 作用機構
5.多様なゴムおよびフィラーへの応用
 5.1 NR/シリカ配合
 5.2 EPDM/CB配合

 

◇第6章 複合材料の開発事例◇

第1節 樹脂/熱伝導性フィラーの分散とシート化
1.熱伝導性フィラー分散による高熱伝導率化
2.放熱シート接触界面の低熱抵抗化

第2節 グリーン成長戦略における炭素繊維強化複合材料(CFRP)の用途展開可能性
1.電動車用途
2.高圧水素タンク用途
3.ドローン用途
4.洋上風力発電ブレード用途
5.開発中の炭素繊維強化複合材料(CFRP)
 5.1 熱硬化性樹脂タイプ ViroR(バイロ)での開発
  5.1.1 耐火炎性CFRPの開発
  5.1.2 耐衝撃性CFRPの開発
 5.2 熱可塑性樹脂タイプ 8exeR(エイテックス)での環境適応型CFRPの開発

第3節 水溶性ポリマーへのセルロースナノファイバーの均一分散とその応用について
1.セルロースナノファイバーの作製方法と未変性セルロースナノファイバー
2.水溶性ポリマーの選定
 2.1 ポリマーの溶解パラメーター
 2.2 水溶性ポリマーの形態による分類
3.セルロースナノファイバーの均一分散
 3.1 分散剤の活用
 3.2 分散装置の選定
 3.3 分散性の状態とその評価手法
4.水溶性ポリマーとセルロースナノファイバーの複合体
 4.1 複合化プロセス
 4.2 複合体の評価
5.応用事例
 5.1 高強度フィルム
 5.2 高保水性ハイドロゲル
 5.3 食品包装用ガスバリアコート
 5.4 合せガラス中間接着層

第4節 CNF複合樹脂、CNF複合天然バイオマス系生分解性樹脂およびそれらの関連製品
1.プラスチックの分類
2.種々の石油系プラスチック、バイオプラスチック、廃プラスチックとのセルロースナノファイバー(CNF)複合樹脂材料
3.弊社においての生分解性プラスチック製品
4.非可食性バイオマス由来のセルロース系生分解性プラスチック
5.各種成形品
6.天然バイオマス系材料からなるコーティング材料、色材製品など
7.100%天然バイオマス系材料から作られる各種植物油へのCNF分散体
8.抗菌性を持つ天然バイオマス系生分解性樹脂、コーティング材料

 

◇第7章 複合材料の界面構造とその評価、解析◇

第1節 熱分解分析法によるナノコンポジット界面の構造解析
1.EGA-MS
2.PCA
3.EGA-MS-PCA
4.GNP/SBSナノコンポジット
5.EGA-MSによる熱分解挙動の分析
6.シリカナノ粒子/SBSナノコンポジット

第2節 高分子の界面構造・物性の解析
1.中性子反射率法による高分子界面の解析
 1.1 中性子反射率の原理
 1.2 界面近傍の高分子鎖の動的特性
2.蛍光分光・顕微鏡による高分子界面解析
 2.1 エバネッセント光による蛍光分光
 2.2 高分子鎖の直接観察

第3節 電子顕微鏡による高分子接合界面の剥離破面から読み取る分子鎖からみ合い状態
1.異種高分子界面の厚みと破壊面の相関
2.接着剥離表面の高分解能SEM観察?ナノフィブリル構造
 2.1 異種高分子対の接合破面
 2.2 高分子界面における分子鎖絡み合い構造の解析?ナノフラクトグラフィー
 2.3 表面処理による非晶質ポリマーの融着における界面強化と接着破面の相関
 2.4 金属とポリマーの融着における接着破面

第4節 炭素繊維/樹脂の界面構造と機械強度の評価
1.界面構造と機械強度の関係
 1.1 計算モデル
 1.2 計算条件
 1.3 シミュレーション結果
2.界面構造とその他の物性との関係

第5節 弾性波動伝播の逆解析によるCFRPプリプレグの層間強度の評価
1.試験片
2.実験方法
3.解析手法
 3.1 有限要素解析
 3.2 伝達関数法による逆解析
4.実験結果
 4.1 パルスレーザースポレーション試験結果
 4.2 層間強度の統計的評価
 4.3 静的ピン引張試験

第6節 ナノ触診原子間力顕微鏡によるフィラー充?ゴムの物性解析、評価
1.接触力学概観
 1.1 Hertz理論、DMT理論とJKR理論
 1.2 DMT−JKR遷移
2.ナノ触診AFMの原理
 2.1 JKR2点法
 2.2 JKR線形化フィット法
 2.3 Johnson標準線形固体粘弾性理論
3.高分子ナノメカニクスの実際
 3.1 フィラー充てんゴム
 3.2 伸長下にあるポリジメチルシロキサン
 3.3 伸長下にあるCB充てんIR

第7節 微分位相コントラスト走査透過型電子顕微鏡法を用いたポリマー材料の微細構造解析
1.電子染色の効果と問題点
2.DPC STEMを基にした静電ポテンシャルイメージングの原理
3.無染色ポリマーの測定事例
 3.1 無染色ABS樹脂の相分離構造可視化
 3.2 有機薄膜太陽電池発電層の内部構造可視化

樹脂 フィラー 繊維 界面