Development of novel CFRP by establishing double network structure of electrically conductive polymer and thermosetting resin

通过建立导电聚合物和热固性树脂的双网络结构开发新型CFRP

• 批准号: 21K14416
• 负责人: 後藤 晃哉
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14416/
• 关键词: 導電性高分子; 導電性熱硬化樹脂; 膨潤; CFRP; 熱硬化樹脂; 炭素繊維強化プラスチック

加熱混合やロールミル処理、ビーズミル処理を組み合わせた簡便な手法によって、導電性高分子ポリアニリン（PANI）/ドデシルベンゼンスルホン酸/フェノール樹脂からなる複合微粒子を作製した。スチレン誘導体中に添加したPANI複合微粒子は室温では形状を維持し続けるが、フェノール樹脂の軟化点以上で加熱することでPANI複合微粒子が膨潤するようになり粒子径が拡大した（加熱前4.3μm→加熱後6.3μm）。また、120℃でのカチオン重合開始剤兼ドーパント剤としてパラトルエンスルホン酸を用いた、PANI複合微粒子/PTSA/スチレン誘導体（20:7:73重量比）ペーストにおいて、軟化点80℃のフェノール樹脂を用いたものは80℃1時間の加熱によって微粒子の膨潤に伴い粘度が上昇した（加熱前3Pa.S→加熱後188Pa.S）。一方、比較として軟化点120℃のフェノール樹脂を用いたものでは顕著な粘度上昇は見られなかった（加熱前3.3Pa.S→加熱後5.6Pa.S）。これら2種類のサンプルを120℃1時間で加熱硬化させて導電性を測定すると、PANI複合微粒子が膨潤した硬化物の方が1桁高い導電性を示した（2.1×10-2S/cm）。以上の結果から、PANI複合微粒子/スチレン誘導体は、無溶媒でありながら室温では膨潤抑制によって比較的低粘度で安定して保存でき、段階的な加熱により導電性高分子/熱硬化樹脂ダブルネットワーク構築が誘起されて高導電性を発現できることを明らかにした。さらに、PANI複合微粒子/スチレン誘導体を用いた炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を試作したところ、従来エポキシ樹脂よりも高い導電性を有する良好なCFRPが作製できた。

将热混合，滚动铣削和珠铣削结合起来的一种简单方法，以创建复合色情（PANI）/十二烷基芬乙烯氮素酸/苯酚树脂的复合材料。苯乙烯衍生物中添加的PANI复合颗粒继续保持在室温下的形状，但是Pani复合细胞颗粒已经通过苯酚树脂的柔软点加热来扩展，并且颗粒直径已膨胀（在加热之前，4.3μm→之前→加热6.3μm。此外，在PANI复合材料中/PTSA/苯乙烯衍生物（20：7：73重量比）粘贴，使用pa牛助理酸作为阳离子聚合启动剂，而在120°C的粘液剂量。粘度随着细细胞的肿胀而增加通过在80°C（3pa.s.s→加热后）加热颗粒。另一方面，与120°C（3.3pa.S.S.S.S.当这两种样品在120°C上加热并测量电导率时，带有PANI复合细颗粒的固化物体显示出一个数字的电导率（2.1×10-2S/cm）。基于上述结果，PANI复合细颗粒/苯乙烯衍生物可以通过在室温下抑制肿胀，即使它们是unol -solvents，也可以通过抑制肿胀来存储相对较低的粘度，并且通过步骤逐步加热来构建导电高 - 降低/热4个树脂双网络。此外，当使用PANI复合麦克风/苯乙烯衍生物的碳纤维增强塑料（CFRP）的原型时，与先前的环氧树脂相比，具有高电导率的良好CFRP。

项目成果

ポリアニリン粒子を用いた厚さ方向に導電性を有する熱硬化型CFRPの開発

使用聚苯胺粒子开发在厚度方向具有导电性的热固性CFRP

• 发表时间: 2023
• 作者: 阪上元規;高橋康平;後藤晃哉;Zhou Yu;横関智弘;神山晋太郎;岡田孝雄;高橋辰宏
• 通讯作者: 高橋辰宏

ポリアニリンへのモノマーによる膨潤を特色とした熱硬化型導電性樹脂の開発

单体溶胀聚苯胺热固性导电树脂的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 阪上元規;柳沼克弥;高橋康平;後藤晃哉;高橋辰宏
• 通讯作者: 高橋辰宏

ポリアニリンへのモノマーによる膨潤を特色とした熱硬化型 導電性樹脂の開発

开发以单体溶胀聚苯胺为特征的热固性导电树脂

• 发表时间: 2022
• 作者: 阪上元規;柳沼克弥;高橋康平;後藤晃哉;高橋辰宏
• 通讯作者: 高橋辰宏