혼합할 수 없는 중합체 혼합을 위한 Nano 가늠자 분산과 섞기 기술 - 높은 가위 가공을 가진 고성능 중합체 혼합의 준비

커버되는 토픽

배경

종관

연구 활동을 위한 배경

연구 활동의 역사

연구 활동의 세부사항

미래 장래성

배경

·         우리는 어떤 난수도 없이 높 가위 유동장을 가진 새로운 중합체 혼합 기술을 개발했습니다.

·         우리는 높 가위 가공으로 혼합해서 혼합할 수 없는 중합체의 nano 가늠자 분산을 가능하게 했습니다; 이산한 중합체 단계의 도메인 규모는 재래적방법을 사용하여 그들 보다는 더 작은 1개의 명령 이상 있습니다.

·         높 가위 가공을 사용하여 준비된 고성능 ferroelectric 중합체 혼합은 유연했던의 발달, 압전 광역을 장치 (물 수중 음파 탐지기와 방음 물자) 가능하게 했습니다.

종관

향상된 산업 과학 및 기술 (AIST의 국제적인 학회에서; 대통령, Yoshikawa Hiroyuki는 높 가위 유동장을 사용하여 nano 분산 구조물로), Shimizu Hiroshi (Nanostructured 물자 단, 나노 과학 연구소 (디렉터, Yokoyama Hiroshi)의 단 지도자) 그 외 여러분 새로운 중합체 혼합 기술을 개발하고, 혼합할 수 있 중합체를 만들기에 혼합합니다 성공했습니다. 이 기술을 사용하여, 우리는 혼합 폴리비닐화 불화물 (PVDF) 및 폴리아미드 11 (PA11)에 계속 nano 수준에 서로 지금까지는 섞기 아주 단단한, 어떤 난수도 없이 성공하고 안으로 혼합합니다 준비했습니다 나노미터의 몇몇 10에 10의 도메인 규모를 가진 PA11 (1개은 PVDF 단계 (숫자 1)에서 nm = 10-9 m) 균질로 조밀하게 이산됩니다.

지금까지는, 왜냐하면 혼합할 수 없는 중합체 혼합, 난수 nano 분산을 위해 사용되었습니다, 그러나 그(것)들은 불순으로 작동하고 실제적인 사용을 위한 문제의 결과로 결점을, 일으키는 원인이 됩니다. 다른 한편으로는 순전히 기계적인 혼합을 사용할ㄴ때다는 것은 이산한다는 것은 중합체 단계의 도메인 규모에 저 한계가 있다는 것은, 고려되었습니다.

이 일에서는, 우리는 세계에서, 처음으로, 높 가위 가공 기술을 가진 그러나 어떤 난수도 없는 중합체 혼합에 있는 실현한 nano 분산 구조물이 있습니다; 장악된 이산한 도메인 규모는 이전 한계 가치 보다는 더 작은 1개의 명령 이상 있습니다. 게다가, 우리는 nano 구조물이 현저하게 혼합의 기계적 성질을 강화할 수 있다는 것을 것을을 발견했습니다. 우리의 방법은 또한 탄소 nanotubes와 같은 무기 dispersants를 위해 유용한 것 여겨지고 약과 화장품에 이렇게 적용될 수 있습니다. 더욱 뿐만 아니라 반응을 혼합해서 또한 십자가 연결해서 것과 같이, 새로운 탄성 중합체의 작성은 높 가위 유동장의 밑에 예상될 수 있습니다 동시에 끝날 수 있습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 높 가위 가공을 사용하는 준비되는 PVDF/PA11 혼합의 전송 전자 현미경 심상. 직경 (둥근 까만 부속)에 있는 나노미터의 몇몇 10에 10의 PA11는 PVDF 매트릭스 (백색 배경 지구)에서 균질로 조밀하게 이산됩니다.

숫자 1.

연구 활동을 위한 배경

중합체는 기능, 고성능, 및 산업 필드의 광범위에 있는 염기성 물질로 이용되었습니다. 그러나, 혼자 단 하나 중합체는 다양한 산업 필요에 반응할 수 없고, 이렇게 혼합 합금 및 합성물과 같은 다성분 중합체 시스템은 지금 고성능 물자를 만들기 위하여 이용됩니다. 그러나, 유용한 중합체의 대부분은 분자 수준에 거의 혼합할 수 없습니다. 비록 그(것)들이 녹기 후에 기계적으로 혼합되더라도, 빨리 상분리를 전시합니다. 추가적으로, 분리한 이산한 중합체 단계의 도메인 규모는 µm의 몇몇 10에 몇몇입니다.

이런 이유로, 중합체 혼합의 바라는 유형 자산은 장악되지 않았습니다. 따라서, 혼합할 수 없는 중합체를 공용영역 (민감하는 가공)에 compatibilizing 에이전트를 또는 중합체 끝을 반작용해서 양립한 시키기를 위한 방법은 사용해서, 그러나 있었습니다 기술적인 한계가 개발되었습니다; 이전 방법을 사용하여 전자 물자를 위해, 난수는 불순이라고 여겨질 수 있고, 또한 큰 장애의 결과로 물자 성과의 증진에 결점을, 일으키는 원인이 되고, 후반 방법을 위해, 이하 반응 때문에 유형 자산 성과에 있는 감소는 지적되었습니다.

연구 활동의 역사

AIST는 nano 흩어진 혼합할 수 없 중합체 혼합을 만들어 쉽고, 청결한 기술로 기본 연구를 진행했습니다. 새로운 에너지의 Nanostructured 중합 물자에 나노 과학 프로그램, "계획사업" (회계 연도 2001-2004년에서) 및 산업 기술 개발 편성부대 (NEDO)를 위해, 우리는 바깥 마당의 밑에 중합체 혼합 시스템의 제자리 단계 행동 분석을 실행하고, 혼합할 수 없는 중합체의 nano 분산 혼합이 높 가위 유동장을 적용해서 실현되어야 하다 그로 인하여 느꼈습니다.

전통적인 압출기는 충분히 높이 가위 비율을 생성할 수 없고, 이렇게 우리는 Imoto Seisakusho Co., 주식 회사 의 압출기로 공동으로 발전해 1000 SEC 이상의 높 가위 비율의 발생을 가능하게 하-1

연구 활동의 세부사항

발육된 높 가위 압출기는 3000 분당 회전수의 나사 회전 속도로 4400 SEC의 가위 비율을 생성할 수 있습니다. 더구나, 의견 모형 나사를 사용하여, 섞는 시간은 독단적으로 놓일 수 있어, 나사를 빠른 속도로 자전하. 즉 이 압출기는 높 가위 교류의 국가에서 장시간에 남아 있을 수 있습니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 우리가 발육시킨 높 가위 압출기

숫자 2.

이 압출기를 사용하여, 우리는 혼합할 수 없는 중합체, PVDF와 PA11의 혼합할 수 있는 혼합 준비에 성공했습니다; 직경에 있는 나노미터의 몇몇 10에 10의 도메인 규모를 가진 PA11는 PVDF 매트릭스에서 균질로 이산됩니다. 준비된 nano 구조물은 극적으로 혼합의 유형 자산을 강화할 수 있습니다. 예를 들면, 숫자 3은 응력 변형 곡선을 를 위한 PVDF/PA11 = 혼합 80/20 보여줍니다.

곡선 a에서 보이는 것처럼, 전통적인 기술에 의해 형성된 혼합 견본은 직경에 있는 나노미터의 몇몇 10의 도메인 규모를 가진 PA11 단계가 PVDF 지구에서 이산되기 때문에 발육되는 높 가위 압출기에 의해서만 준비되는 견본은 곡선 a에 있는 견본의 그것 보다는 더 큰에 일치하는, 곡선 b에서 보이는 것처럼, 해체에 큰 신장을 5 시간 전시하는 그러나, 조금 신장을 보여줍니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 응력 변형 곡선의 PVDF/PA11 =를 위한 80/20의 혼합 시스템 A. PVDF/PA11 =를 위한 전통적인 혼합 방법 B.로 형성되는 80/20의 혼합 PVDF/PA11 = 높 가위 압출기에 의해 형성되는 80/20의 혼합

를 위한 숫자 3. A.는 전통적인 혼합 방법으로 PVDF/PA11 = 80/20의 혼합 형성했습니다
를 위한 b.는 높 가위 압출기에 의하여 PVDF/PA11 = 80/20의 혼합 형성했습니다

PVDF와 PA11는 ferroelectric 중합체이고, nano 분산 구조물에 그(것)들의 혼합에는 우수한 ferroelectricity가 있을 것으로 예상됩니다. 도표 1 쇼 나머지 분극 가치 (Pr: 전기장에 전기 진지변환 D의 가치는 전통적인 기계 및 우리의 높 가위 압출기 를 사용하여 E = ferroelectric 히스테리시스 (D-E 곡선)에서 0) 를 위한 PVDF/PA11 = 혼합 80/20 준비했습니다. PA11의 Pr 가치는 대략 반 PVDF의 그것 (Pr = 76)이고, 이렇게, 혼합의 Pr 가치는 혼합해서 감소시킬 것으로 예상됩니다. 그러나, 우리는 우리의 높 가위 압출기에 의해 형성된 nano 분산 혼합 시스템의 Pr 가치가 대등하에 또는 PVDF의 그것을 초과한다는 것을 것을을 발견했습니다.

도표 1.

나머지 분극

견본 혼합은 전통적인 혼합 방법으로 형성했습니다

우리의 높 가위 압출기에 의해 형성되는 견본 혼합

Pr (mC/m)2

20-30

75-91

더욱 도표 1에 명확하게 보이는 것과 같이, 우리의 높 가위 압출기 쇼 Pr에 의해 장악된 혼합 견본은 3-4 시간을 재래적방법으로 준비된 혼합 견본의 그들 평가합니다. 이것은 높 가위 혼합 프로세스에 있는 견본에 있는 nano 분산 구조물의 대형 때문일 지도 모릅니다. 상기 보이는 것과 같이, 높 가위 가공 기술은 PVDF를 위한 불리는인지 어느 것 PVDF/PA11 혼합을 위한 nano 구조물의 뿐만 아니라 대형, 또한 그들의 접착 성과의 중대한 증진 및 기계적 성질을 새로운 고가 추가한 물자의 작성으로 이끌어 내는 신장과 같은 가능하게 합니다. 사용된 과학 (Takeo Furukawa 의 능력, 과학 부 I의 화학 교수)의 토오쿄 대학으로 중합체 혼합의 ferroelectricity의 평가는 공동으로 실행되었습니다.

미래 장래성

우리는 다양한 중합체 혼합 시스템에 우리의 높 가위 가공 강화한 중합체 혼화성과 nano 분산 구조물을 이용하는 새로운 물자를 만들기 위하여 기술을 적용하는 것을 계획합니다. 게다가, 우리는 높 가위 유동장이 또한 충전물을, 매트릭스 물자에 있는 예를들면 잘 이산하게, 찰흙 (층이 된 규산염), 탄소 검정, 탄소 nano 관, 등등 유용하기 수 있기 때문에, 새로운 nano 합성 물자의 작성을 위한 우리의 기술을 사용하기 위하여 계획합니다.

특히, 우리의 기술은 약과 화장품의 생산을 위해 명료한 방법으로 compatibilizing 에이전트와 같은 어떤 난수도 없이 nano 가늠자 분산을 가능하게 하기 때문에, 사용될 수 있습니다. 게다가, 우리의 방법이 뿐만 아니라 높 가위 유동장을 제공하는 수 있는 또한 반응 필드가, 예를들면, 동적인 십자가 연결 반응을 위한, 동시에, 또한 그것 탄성 중합체의 작성을 위해 유용해야 하는 때, 등등. 따라서, 우리는 회사와 가진 합동 연구에 의하여 새로운 물자의 작성 그리고 실제적인 사용을 겨냥합니다.

근원: AIST

이 근원에 추가 정보를 위해 AIST를 방문하십시오

Date Added: Aug 10, 2006 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 09:35

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