高分子複合材料の最近の傾向と、実用機でのフィラー分散最適化の考え方と方法

高分子の複合材料の進歩は、機械強度を得ることから始まった。無機Filler添加では衝撃強度などが、Elastomer添加では曲げ剛性などが達成できなかった。そこで、3元樹脂化の時代を経て、現在はNano分散で求める機械強度がある程度実現できるようになった。Polymer Alloyでは、非相溶性構造をSpinodal分解、Binodal分解の詳解から複合材料の構造制御に展開し、さらにはNano構造化から、材料特性の進展を実現している。 　一方最近は、高分子複合材料として、電気伝導性、熱伝導性、収縮性、ガスバリヤ性などの特殊物性を求める応用分野が多くなり、Compound, Polymer Alloyとの関連で大きく技術進歩をしている。その背景では、従来の混練技術の応用、あるいは従来技術から見えてくるものが沢山存在する。どのように練ったらよいかという疑問が常について回る。しかし特殊物性発現技術は、まさに現在が発展段階にある技術分野であり、定説があるわけではない。講演者は過去の技術を中心に関連をお話しするが、聞いていただく方々には回答を得るためではなく、少しでも袋小路にある思考から逃れる糸口を探す意味合いで、私の話を聞いていただきたい。本講演がそのきっかけになることを願う。

1. Compound 複合化の基礎
   1. 無機Fillerのみを分散する一般物性
   2. Elastmerのみを分散する一般物性
   3. 三元樹脂Compoundとその一般物性
   4. 無機粒子小粒子分散特性 (submicron, Nano)
      • 凝集現象とその実態
   5. Bound Polymer (Rubber) 発生と高強度化のメカニズム
   6. Nano分散による高強度材料の実現
      • 三元樹脂に代わる最新技術
   7. Polymer Alloy 小粒子分散特性 (submicron, Nano)
   8. Nano分散による高強度材料の実現 (粒子間応力干渉からの解明)
   9. 分散品質の数値化と同一品質操作領域
   10. 各種分散装置の実現対応領域
2. 特殊物性実現の分散方法
   1. 均一粒子径、均一分散を特徴とする分散形態と応用分野
   2. 不均一性を均一に分散する分散形態とその応用分野
   3. 直交分散形態
   4. 応用部品成形との関連性
3. 各論1 Compound
   1. Non-halogen難燃性PP (RoHS対策)
   2. 複屈折ゼロ樹脂Compound (テレビ業界の救世主技術)
   3. 高熱伝導Compound
      • 絶縁製品への応用、ALN, BNなど
      • 樹脂開発との共存の必要性
      • 導電製品への応用、Graphiteなど
   4. 樹脂軽量化に対応できるFillerの開発
   5. 各種繊維補強材料
      • CNT (SWCNT, MWCNT)
      • CNF (Carbon Nano Fiber)
      • BNF (CNF=Cellulose Nano Fiber)
   6. ガスバリヤ
      • 無機材料蒸着からNano Filler層形成技術まで
      • 有機EL封止特性までが実現できている
      • 自己修復技術および樹脂の応用
   7. 熱収縮ゼロ樹脂
      • ZrW2O8 (～-9ppm/℃) の第1世代
      • Mn3XN (～-40ppm/℃) の第2世代
      • BiaLabNiO3 (～-82ppm/℃) の第3世代
   8. その他
4. 各論2 Polymer Alloy
   1. Spinodal分解とBinodal分解特性
   2. Living 重合
   3. 非弾性アロイ (NOVA)
   4. 3成分相互複合系Alloy
   5. Nano double gyroid
   6. その他
5. 均一分散手法の一例:Slurry分散技術
6. Extruder, Mixerの応用に関する考え方
7. 質疑応答