導電性フィラーの種類、特性と配合・分散技術

導電性フィラーとポリマーからなる導電性複合材料の開発に当たって、最も重要な導電性フィラーのポリマー中での分散性と導電性発現の関係をパーコレーション理論をベースに解説します。前半ではまず、パーコレーション理論の基礎について紹介し次いで、低いパーコレーション閾値を得る方法及びフィラーの表面処理及び成形加工法がフィラーの分散性に及ぼす影響について解説し最後に、分散性の評価法について紹介します。後半では導電性フィラーの種類別に、ポリマー中での分散性と導電性発現の関係につい具体的に解説します。 　取り上げるフィラーはカーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、金属をはじめ、最近注目を集めているカーボンナノチューブ、グラフェンおよびπ共役系導電性ポリマーです。

1. パーコレーション現象の基礎
2. 導電性フィラー配合樹脂の導電機構モデル
   1. 統計的パーコレーションモデル
   2. Effective Media (実質媒質) モデル
   3. General Effective Media (GEM) モデル
   4. 熱力学的パーコレーションモデル
   5. 動的パーコレーションモデル
   6. Interparticle Distance (IPD) Model
   7. Composites with Hybrid Fillers
3. フィラー粒子間の導電機構
   1. 直接接触モデル
   2. 被膜介在モデル (トンネル伝導モデル)
4. 導電性フィラーの表面改質法
   1. カップリング剤よる表面改質
   2. ポリマーグラフト化による表面改質
5. ダブルパーコレーション
   1. ダブルパーコレーション機構
   2. Youngの式
   3. 住田らのモデル
6. 非相溶ポリマーブレンド系での導電性フィラーの選択的局在化法
   1. 2成分ポリマーブレンド系
   2. 3成分ポリマーブレンド系
   3. 自己組織化導電ネットワーク形成系
   4. 高アスペクト導電性フィラーのSlim – Fast 機構
7. 導電性フィラー配合樹脂の分散状態の評価法
   1. 画像統計解析
   2. X線小角散乱
   3. 動的粘弾性
8. 導電性フィラー配合樹脂の電気抵抗 (導電率) 計測法
   1. 2端子法と4端子法
   2. 4端子法と4探針法
   3. ファン・デア・ポウ (van der Pauw) 法
9. カーボン系フィラーの特徴と配合樹脂の特性
   1. カーボンブラック
   2. アセチレンブラック
   3. グラファイト
   4. 炭素繊維
   5. 気相法炭素繊維 (VGCF)
   6. カーボンナノチューブ
   7. グラフェン
10. 金属フィラーの特徴と配合樹脂の特性
    1. 金属フィラーの種類と特徴
    2. 導電性接着剤への応用
11. 導電性ポリマーの特徴と配合樹脂の特性
    1. 導電性ポリマーの種類と特徴
    2. 導電性ポリマー配合樹脂の特性
• 質疑応答