基礎から学ぶフィラー活用術および環境対応・サステナブルコンポジット技術

フィラーはポリマーと複合化し、ポリマーの特性を大きく向上させたり、新たな機能を付与するために用いる無機・有機化合物で、球状・板状・繊維状の多様な形状で、数十μm〜数nmの幅広いサイズで、かつ多様な化合物が利用されています。 　所望のフィラー充塡コンポジットを得るためには、フィラーそのものの十分な理解と選択が必要となるほか、ポリマーの種類に合わせた分散性の均質化や複合界面の設計のためのフィラー表面処理、ポリマーとの混合・混練技術といった多岐にわたる知見が必要となります。これらの一連の技術により要求特性に合致したフィラー充塡コンポジットが実用化されていますが、経験則で検討が進められる側面もあり、その理解を難しく感じられる方もいると思います。 　本講座では、この分野で40年近く研究開発に携わっている経験に基づいて、上記の技術を俯瞰し系統的に理論づけした内容を解説します。また、実務に活用頂けるよう各技術の実際やノウハウ・ポイントも押さえて解説します。現在開発競争にしのぎを削っているナノコンポジット、カーボンコンポジット、高熱伝導性コンポジット、環境適合コンポジットなどの研究開発にはこれら技術の理解がなければ、ブレークスルーが出来ないと考えています。 　また、最新の話題として、我々の取り組んでおりますセルロースナノファイバーコンポジットや、プラスチックリサイクル、車両の軽量化・電動化等に対応するコンポジットを設計、生産するための基礎知識とサステナブル社会に貢献する実用事例について紹介します。現在、取り組まれている課題解決の一助になればとの思いで講演します。

1. フィラーの基本理解
   1. フィラーの役割
   2. 組成物の特性改善・機能性付与におけるフィラー作用効果の原理
   3. フィラーの能力を引き出すための要点
2. フィラーの化合物としての分類と性質・機能
   1. 難溶性塩フィラー
   2. 天然複合酸化物
   3. 合成複合酸化物
   4. 酸化物
   5. 水酸化物&窒化物
   6. 炭素系&ポリマー系
   7. 機能性フィラーの代表例とその機能
   8. フィラーを化合物として捉えることの重要性
   9. 用途・目的に応じたフィラー選択のポイント
3. フィラーの表面処理と複合界面の制御
   1. フィラーの表面とその形成過程
   2. 表面処理の目的と表面処理剤の役割
   3. 表面処理剤の種類とフィラー表面との反応機構
   4. シランカップリング剤の用法と表面反応およびその解析
   5. 機能性フィラーの表面処理のポイント
   6. 表面処理の方法とノウハウ
   7. 乾式処理
   8. 湿式処理
4. ポリマーとフィラーとの混合・混練技術
   1. ゴム・熱可塑性樹脂の混練のポイント
   2. 熱硬化性樹脂の混合と分散のポイント
   3. ポリマー/フィラー界面状態とフィラーの分散性・組成物の特性との関係
   4. ポリマー/フィラー界面の評価方法
5. ナノコンポジットの現状と可能性
   1. ナノコンポジットの現状
   2. ナノコンポジットの本質と今後の展開 – ナノフィラーでなければ実現しない特性は何か!
6. サステナブル社会に貢献するフィラー充塡コンポジットの展開
   1. コンポジットの環境適応事例
      • セルロースファイバーコンポジット
      • フィラーの環境適合
      • 自動車部品の軽量化
      • コンポジットのリサイクル
   2. 将来展望
• 質疑応答