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導電性フィラー分散高分子複合材料の作製とその評価

導電性フィラー分散高分子複合材料の作製とその評価

～フィラーは高分子のどこに入るのか? 室温時の抵抗を低下させ、高温時の抵抗を上げるには?高分子とフィラーのインターラクションは?最も良いフィラーは?～
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概要

本セミナーでは、目的に応じた導電性複合材料を作製するためPTC特性の発現メカニズムから定量的解析まで詳解いたします。

開催日

  • 2023年5月22日(月) 10時30分 ～ 16時30分

受講対象者

  • 高分子、導電性複合材料の研究や開発に関わる方

修得知識

  • 導電フィラー分散高分子複合材料
  • PTC (Positive Temperature Coefficient) 特性 – 温度に対する抵抗率変化 –
  • PTC特性から見た高分子とフィラーのインタラクション

プログラム

　ポリマーに金属粉末、カーボンブラック (CB) 、カーボンナノチューブ (CNT) などの導電フィラーを充填し作製した導電フィラー分散高分子複合材料は、フィラーが複合材料中でネットワーク状に連なり導電パスを形成するため、特異な電気特性を示す。特に結晶性ポリマーからなる導電性複合材料は、温度上昇とともに電気抵抗率が増加する正の抵抗温度係数 (PTC: Positive Temperature Coefficient) 特性を示す。PTC特性を示す材料はその特性から永久ヒューズ、温度センサー、ヒーターなどに応用可能である。導電性複合材料を永久ヒューズに応用する場合、室温抵抗率が低くかつ高温抵抗率が高く、抵抗率の増加が温度に対して急峻である必要がある。この目的に応じた導電性複合材料を作製するためには、PTC特性の発現メカニズムの解明が重要である。
　本講演では、フィラーはそもそも高分子のどこに入っているのか、室温時の抵抗を低下させ、一方、高温時の抵抗を上げるというトレードオフの関係を達成するためには、PTC特性の発現はどのような機構で起こるのか、高分子とフィラーのインターラクションについて、懇切に紹介したい。

  1. 導電フィラー分散高分子材料とは?
    1. PTC (PTC: Positive Temperature Coefficient) 特性とは?
    2. 複合材料の導電性発現機構
    3. 高分子の種類とPTC特性との関係
    4. フィラーがCBの場合のPTC特性 – 最適なCBは? –
    5. フィラーが金属の場合のPTC特性 – 最適な金属は –
  2. ポリマーの結晶化度とフィラー分散高分子のPTC特性との関係
    1. ポリマーの結晶化度の評価法
    2. ポリマーの結晶化度とフィラー分散高分子のPTC特性
    3. フィラー充填量とポリマーの結晶化度
    4. フィラー充填量とフィラー分散高分子のPTC特性
  3. フィラー分散高分子の溶融後の冷却速度の導電性への影響
    1. 溶融後の冷却速度とポリマーの結晶化度
    2. ポリマーの結晶化度と室温抵抗率
    3. ポリマーの結晶化度とPTC特性
  4. 結晶性高分子/Ni複合材料のPTC特性
    1. Ni充填率と複合材料の室温抵抗率
    2. Ni充填率と複合材料のPTC特性
    3. 高分子とフィラーのインターラクション
    4. FITモデル
  5. ポリマーの分子量と複合材料の導電性
    1. HDPEの分子量と複合材料の導電性
    2. PMMAの分子量と複合材料の導電性
  6. 非晶性ポリマーと複合材料のPTC特性
    1. 非晶性ポリマーにおけるフィラーの分散性 (SEM写真)
    2. 非晶性ポリマーにおけるPTC特性
  7. 複合材料のPTC特性の定量的解析
    1. パーコーレーション理論における閾値の定義
    2. ポリマーの体積膨張及び結晶化度を考慮したPTC特性
    3. 絶縁領域の抵抗率になる温度での複合材料の見かけのフィラー充填率
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主催

株式会社 R&D支援センター
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受講料

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: 50,000円 (税別) / 55,000円 (税込)
複数名
: 25,000円 (税別) / 27,500円 (税込) (案内をご希望の場合に限ります)

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