導電性フィラー分散高分子複合材料の作製とその評価

セミナー趣旨

　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．

受講対象・レベル

・高分子，導電性複合材料の研究や開発に関わる方

習得できる知識

・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ーラクション

セミナープログラム

1．導電フィラー分散高分子材料とは？
　1-1．PTC（PTC: Positive Temperature Coefficient）特性とは？
　1-2．複合材料の導電性発現機構
　1-3．高分子の種類とPTC特性との関係
　1-4．フィラーがCBの場合のPTC特性－最適なCBは？－
　1-5．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
　2-1．ポリマーの結晶化度の評価法
　2-2．ポリマーの結晶化度とフィラー分散高分子のPTC特性
　2-3．フィラー充填量とポリマーの結晶化度
　2-4．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
　3-1．溶融後の冷却速度とポリマーの結晶化度
　3-2．ポリマーの結晶化度と室温抵抗率
　3-3．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
　4-1．Ni充填率と複合材料の室温抵抗率
　4-2．Ni充填率と複合材料のPTC特性
　4-3．高分子とフィラーのインターラクション
　4-4．FITモデル

5．ポリマーの分子量と複合材料の導電性
　5-1．HDPEの分子量と複合材料の導電性
　5-2．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
　6-1．非晶性ポリマーにおけるフィラーの分散性（SEM写真）
　6-2．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
　7-1．パーコーレーション理論における閾値の定義
　7-2．ポリマーの体積膨張及び結晶化度を考慮したPTC特性
　7-3．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

導電性、フィラー、高分子、ポリマー、PTC、分散、複合材料、結晶化、充填

セミナー講師

大阪公立大学　大学院　工学研究科　物質化学生命系専攻　化学バイオ分野
　　　　　　　　　　　　　学長特別補佐　教授　博士（工学）　堀邊 英夫　氏

＜ご専門＞
　高分子物性（フィラー分散高分子の電気特性、PVDFの結晶構造制御、レジスト材料・プロセス、活性種とポリマーとの反応性）

＜学協会＞
　高分子学会、応用物理学会、日本放射線化学会、プラスチック成形加工学会など

［学会役員（過去のものも含む）］
　関西コンバーティングものづくり研究会会長、日本放射線化学会常任理事、応用物理学会代議員、フォトポリマー懇話会副会長、大阪工研協会副部会長、プラスチック成形加工学会関西支部副支部長、三菱電機外部評価委員長

＜ご略歴＞
　1985年　京都大学工学部合成化学科卒業
　1985年　三菱電機（株）先端技術総合研究所 研究員/主任研究員/主席研究員
　1997年　博士（工学）（大阪大学）
　2003年　高知工業高等専門学校物質工学科　助教授
　2007年　金沢工業大学バイオ・化学部応用化学科　教授
　2013年　大阪市立大学大学院工学研究科化学生物系専攻　教授（～2022年）
　2014年　大阪市立大学産学官連携本部新産業創生研究センター　所長（～2017年）
　2017年　大阪市立大学大学院工学研究科化学生物系専攻　専攻長（～2018年）　
　2022年　大阪公立大学大学院工学研究科物質化学生命系専攻　教授（現在に至る）
　2022年　大阪公立大学　学長特別補佐（現在に至る）

　2007年　大阪大学　招聘教授(兼) （現在に至る）
　2015年　東北大学 客員教授（兼）（～2016年） 2016年　兵庫県立大学 客員教授（兼）（現在に至る） 2016年 大阪工業大学 客員教授（兼）（～2019年）
　2017年 高知工科大学 客員教授（兼）（現在に至る） 2017年 金沢大学 客員教授（兼）（現在に至る）
　2018年 東京農工大学　客員教授（兼）（現在に至る）
　2021年　東北大学　特任教授（兼）（現在に至る）
　2021年　広島大学　客員教授（兼）（現在に至る）

セミナー受講料

55,000円（税込、資料付）
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