カーボンナノチューブの分散安定化技術とその評価方法

第1部 高粘度液プレ分散によるCNT解繊効果とその応用

(2024年2月8日 10:30〜12:00)

　実用化が進むCNTの分散工程で高粘度液を用いた解繊をプレ分散として提案いたします。また、応用事例の紹介とともにCNT分散体のサイズ、形状、数の評価手法について解説します。

1. 高粘度液によるCNT解繊効果
   1. CNT粉体の特徴
   2. 低CNT濃度
   3. 高CNT濃度
   4. 粘度の異なる種々の液体
   5. CNT品質
   6. 種々の市販CNT粉体の解繊
2. CNT分散液の評価
   1. 分散体のサイズ、形状、数 (フロー画像解析)
   2. 分散状態の定量化
   3. 孤立分散と網目状分散
3. 応用事例
   1. 導電性CNTゴム
   2. CNT膜
• 質疑応答

第2部 伸長流動場を用いたカーボンナノチューブの混練・分散技術の開発

(2024年2月8日 13:00〜14:30)

　種々の特性を発揮させることを目的にナノコンポジットやポリマーアロイは常に注目を集めている。しかしながら、工業的プロセスとして生産コストを抑えるためには溶融混練法による連続混練技術が必用不可決であり、高度に均一分散させるプロセスが求められている。 　本セミナーでは、従来の混練技術のメカニズムから、分散とプロセスの関連性、伸長流動の基礎からその技術を用いた混練技術まで事例を踏まえながら紹介する。

1. 溶融混練法におけるナノ粒子分散プロセス (既往の研究)
   1. ナノ粒子の分散メカニズム
   2. ポリマー中におけるナノ粒子の分散評価手法
   3. 混練機によるナノ粒子の分散とプロセスパラメーターの関係
   4. ナノ粒子分散のための二軸押出機を用いた特殊混練法の紹介
2. 伸長変形・伸長レオロジーの基礎
   1. 粘弾性体の剪断変形・伸長変形
   2. 伸長変形の種類と伸長レオロジーの基礎
3. 二軸押出機および射出成形機における伸長流動を用いた混練技術
   1. 混練プロセスにおける伸長流動の可能性
   2. 単純伸長流動場におけるナノ粒子の分散効果
   3. 伸長流動を取り入れた混練装置・混練プロセスの紹介
• 質疑応答

第3部 カーボンナノチューブの分散状態の評価方法

(2024年2月8日 14:45〜16:15)

　液体中のカーボンナノチューブの分散状態を評価することは研究開発において極めて重要であるが、さまざまな直径や長さを持つナノチューブが混在した試料の状態を正確に評価できる手法は無い。そこで、できるだけ多くの測定を行い、全てのデータに矛盾のない分散モデルを考案することになる。 　ここでは、多くの企業で汎用的に用いられている手法をメインに説明する。特に注意すべき点は試料に含まれる不純物の影響であり、その除去法も述べる。最後に、最近、我々が開発したトワイライト蛍光顕微鏡を紹介する。

1. 様々なカーボンナノチューブ
2. 不純物
   1. 種類
   2. タールや灰成分の除去法 (洗浄)
   3. タールや灰成分の除去法 (燃焼)
3. 実用的な分散評価法
   1. 顕微鏡
   2. パーコレーション閾値
   3. ラマン散乱
   4. レイリー散乱 v.s. ミー散乱
4. トワイライト蛍光顕微鏡
   1. 観察原理
   2. 顕微鏡の構成
   3. 観察条件の最適化
   4. 観察例
• 質疑応答