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高分子コンポジットの高導電化と高熱伝導化

12月開催 電気系セミナー  更新日:2018年11月 1日
 セミナー番号【812414】12/14 講師1名
★溶融混練、熱プレス、射出成形や熱硬化による最適な分散制御方法を詳解!

高分子コンポジットの高導電化と高熱伝導化


~界面自由エネルギー、パーコレーション、フィラー高充填・配向制御~

■ 講師
京都工芸繊維大学 名誉教授 工学博士(京都大学) 高橋 雅興 氏

■ 開催要領
日 時 : 平成30年12月14日(金) 10:00~17:00
会 場 : [東京・五反田]技術情報協会 セミナールーム
聴講料 :
1名につき50,000円(消費税抜き・昼食・資料付き)
〔1社2名以上同時申込の場合1名につき45,000円(税抜)〕

※定員になり次第、お申込みは締切となります。


プログラム

<ピーアールポイント>

1.ごく微量のナノカーボン添加で高導電性を実現する具体的な方法を示します。
2.熱伝導性の基礎からパワーデバイス対応材料の開発動向までを解説します。
3.全て、デ ータ・図・表を用いてビジュアルにわかりやすく明示します。


【講演概要】

強化が導電性、熱伝導性、力学強度なのかによって、目指すフィラーの分散構造は全く異なります。
本講座では、溶融混練・熱プレス・射出成形や熱硬化・架橋などの実用的な方法を中心に、いかに高導電化・高熱伝導化するかをわかりやすく解説します。
高導電化については、ナノカーボンの表面基とその量や界面エネルギーに基づいて、最適で実用的な分散制御法(導電パス形成法)を示します。
高熱伝導化については、フォノン伝導・フィラーの特徴・分散法・高充填法などの基礎から、パワーデバイス対応の高放熱性シートの開発動向までをやさしく解説します。


【プログラム】

1.はじめに
 1-1 フィラーの分散・凝集状態
 1-2 フィラーの表面基:高分子との親和性
 1-3 導電性と熱伝導性:電子とフォノンの違い
 1-4 導電フィラーの分散と導電パス
 1-5 導電性におけるパーコレーション
 1-6 フォノンによる熱伝導の基礎
 1-7 熱伝導率に関係する基礎物性値

2.カーボンナノフィラーの分散制御
 2-1 導電性フィラーの種類と特徴
 2-2 導電性フィラーの表面エネルギー
 2-3 フィラーの分散に影響する5つの因子
 2-4 界面エネルギーとフィラー/高分子の親和性
 2-5 高分子の屈曲性と吸着
 2-6 ダブルパーコレーションとフィラーの局在
 2-7 濡れ性パラメータとフィラーの局在

3.高導電化の具体例
 3-1 多層カーボンナノチューブ(MWNT)添加系
  3-1-1 MWNTの欠陥・表面基:RamanとXPS測定
  3-1-2 表面基に対応した適切な高分子の選択
  3-1-3 界面エネルギーと分散状態の相関
  3-1-4 最良パス形成:良分散→ネットワーク形成
  3-1-5 熱処理1分で劇的効果:射出成形後
 3-2 カーボンナノファイバー(VGCF)添加系
  3-2-1 微量HDPEでVGCFの末端連結→ネットワーク
  3-2-2 ダブルパーコレーションでVGCF局在
  3-2-3 末端連結とダブルパーコレーションの併用
 3-3 カーボンブラック(CB)充填ゴム
  3-3-1 球状・房状CB充填ゴム(SBR)
  3-3-2 表面基の定量:XPS
  3-3-3 CB表面へのゴムの吸着:AFM(位相図)
  3-3-4 CBの分散状態(TEM観察)と導電パス
 3-4 単層カーボンナノチューブ(SWNT)添加系
  3-4-1 SWNT/イオン液体(IL)のバッキーゲル
  3-4-2 高分子/IL, 高分子/IL/SWNTの親和性
  3-4-3 SWNT孤立分散とパス形成の両立
  3-4-4 PMMA/IL/SWNTとPC/IL/SWNTの導電率

4.高熱伝導化のための基礎事項
 4-1 熱伝導性フィラーの種類と特徴
 4-2 コンポジットの熱伝導率:Bruggemanの式
 4-3 フィラーと樹脂の高熱伝導化の効率
 4-4 樹脂自身の高熱伝導化:4つの方法
 4-5 高熱伝導化の4つの基本
 4-6 コンポジットの熱伝導率への8つの影響因子

5.高熱伝導化の具体的方法
 5-1 板状やファイバー状のフィラーの使用
 5-2 大小の球状フィラーのパッキング
 5-3 フィラーの連続体形成量の増大
 5-4 フィラーを連続相に局在:ハニカム構造
 5-5 フィラーを低融点合金で連結:ネットワーク
 5-6 銀ナノ粒子の融着:ネットワーク
 5-7 ダブルパーコレーションの活用
 5-8 多種類のフィラーの利用
 5-9 フィラーの改良:窒化アルミ, 窒化ケイ素

6.パワーデバイス向け高放熱シートの開発動向
 6-1 パワーモジュールの断面構造
 6-2 放熱シート:絶縁・高熱伝導・柔軟性・長期熱耐久性
 6-3 BN凝集体配合エポキシ樹脂:BNの配向度抑制
 6-4 BN配向技術/エポキシ樹脂:BNの垂直配向
 6-5 マトリクスの高熱伝導化:メソゲン骨格導入エポキシ
 6-6 BN/液晶性エポキシ:液晶ドメイン形成と排除BNの凝集
 6-7 フィラーとメソゲン骨格を電・磁場配向
 6-8 アルミナ高充填/液晶性エポキシ
 6-9 BN/ポリイミド(PI)の複合膜:凝集体BN
 6-10 垂直型ダブルパーコレーションと針状粒子の併用(針状ZnO/非相溶PIブレンドの複合膜)
 6-11 フィラー高充填樹脂/別フィラーの複合体


【質疑応答・名刺交換】