ナノポリマーアロイ(技術書籍S1565)

 

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“ポリマーの組み合わせ” “相溶化剤の使い方” “混ぜるタイミング”
◎どんな温度で、どんな粘度で、どんな設定で混練すれば、思い通りの構造になるのか!?
◎東レ、帝人、旭化成、住友化学、バイエルをはじめとする国内外のトップメーカーが明かす最先端のノウハウを凝縮!!

S1565書籍     目的の物性を得る為の
ナノポリマーアロイ

          相溶化
混練条件最適化
ポリマーの組み合わせ、相溶化剤の使い方、混練の仕方・・・
                          「狙い通りに混ぜる」テクニックとノウハウを網羅!

 
 

《販売》企業研修協会       《発行》技術情報協会

 
 

  ●発刊:2010年8月 ●体裁:B5判(464頁、上製本) ●定価:84,000円(税・送料込)

 
 

【執筆者(敬称略)

■山形大学 井上 隆 ■東京工業大学 扇澤 敏明 ■長岡技術科学大学 竹下 宏樹 ■信州大学 高橋 正人 
■東レ(株)沖田 茂 ■(社)大阪工研協会 上田 明 ■大阪大学 浦川 理 ■神鋼テクノ(株)長岡 猛 
■(株)プラスチック工学研究所 辰己 昌典 ■(株)日本製鋼所 酒井 忠基 ■住友化学(株)今井 昭夫 
■九州市立大学 秋葉 勇 ■山形大学 青木 雄二 ■帝人(株)弘中 克彦 ■住友化学(株)森冨 悟 
■東京農工大学 斎藤 拓 ■芝浦工業大学【元・旭化成(株)】 高谷 克彦 ■新日本製鐵(株)大石 浩 
■九州大学 東藤 貢 ■バイエルマテリアルサイエンス(株)福井 博之 ■バイエルマテリアルサイエンス(株)桐原 修 
■古河電気工業(株) 加納 義久 ■北陸先端科学技術大学院大学 【元・東ソー(株)】山口 政之 
■長岡技術科学大学 塩見 友雄 ■滋賀県立大学【元・大阪ガス(株)】徳満 勝久 ■ハイテク振興センター(株)矢崎 文彦 
■(独)産業技術総合研究所 清水 博 ■長岡技術科学大学 五十野 善信 ■(株)日産アーク 加藤 淳 
■旭化成ケミカルズ(株)永田 員也 ■京都大学 竹中 幹人 ■名古屋工業大学 山本 勝宏
 
 

<内容項目>

1章 ポリマーアロイの構造形成メカニズム 

1節 ポリマーアロイにおける
          相分離構造の形成メカニズム

 1.リアクティブブレンド
  1-1 in situ-formed共重合体の界面活性
  1-2 引き抜き 1-3 引き込み
 2.スピノーダル分解
  2-1 等温相分解 2-2 流動誘起型相溶解・相分解
  2-3 反応誘起型スピノーダル分解
  2-4 溶媒成膜・凝固とスピノーダル分解
 3.動的架橋

2節 ポリマーアロイにおける異種高分子界面の
              形成過程とそのメカニズム

 1.異種高分子間の界面厚み
 2.界面層形成過程
 3.反応系の界面の形成過程

3節 多成分系高分子の結晶化・液晶化と
                   高次構造形成

 1.結晶性成分を含む高分子ブレンド
 2.結晶性ブロック共重合体のミクロ相分離と結晶化
  2-1 結晶性-ガラス状非晶性ブロック共重合体
  2-2 結晶性-ゴム状非晶性ブロック共重合体
 3.液晶性ブロック共重合体
  3-1 ミクロ相分離構造下からの液晶化
  3-2 液晶相によるミクロ相分離構造の配向制御

2章 ポリマーアロイにおける
           相溶性のコントロール 

1節 ポリマーアロイの相溶性と相分離
 1.混ざるとは
 2.相溶性と相分離の熱力学
 3.相分離の動力学
  3-1 相分離の初期過程における揺らぎの時間変化
  3-2 相分離の中期・後期過程における
                                       揺らぎの時間変化
 4.ブロック共重合体のミクロ相分離

2節 SP値による高分子材料の
             相溶性の計算テクニック

 1.溶解度パラメーターの定義
 2.溶解度パラメーターの求め方
  (A)実験による求め方  (B)計算による求め方
 3.SP値の計算方法と計算例
 4.SP値を扱う上での注意点

3節 相溶化剤による高分子材料の
               相溶性のコントロール

 1.相溶化剤とは
 2.分子オーダで相溶するポリマーの組合せ
 3.相溶化剤の種類
 4.相溶化剤の効果、コントロール
 5.市販相溶化剤
 6.具体的な相溶化剤の使用例
 7.新しい相溶化剤の開発

4節 ポリマーアロイにおける
            相図の書き方と活かし方

 1.Flory-Huggins理論1-6)
  1-1 混合の自由エネルギー
  1-2 相の安定性と混合自由エネルギー
  1-3 自由エネルギー曲線と相図との関係
  1-4 Flory-Huggins理論の限界  1-5 状態方程式理論
 2.相図の決定方法および特殊な状況下での相図
  2-1 相溶性の評価と相図の決定
  2-2 流動場下での相図
  2-3 重合反応による相図の変化

3章 ポリマーアロイにおける
            混練条件の最適化 

1節 2軸押出機のスクリュ形状制御
 1.バッチ式混練機におけるポリマーの混練
 2.充填材、フィラーの分散
  2-1 充填材、フィラーの傾向
 2-2 無機充填材の分散混合
  2-3 フィラーの分散に及ぼす粒子径の影響
  2-4 粘度差のあるポリマーの混練
 3.ポリマーの混練装置
  3-1 連続式混練機
  3-2 ポリマーの混練メカニズム
  3-2-1 ローターによるせん断作用
  3-2-2 ポリマーの混練に及ぼす
                   ローターの形状、寸法の影響
 4.新しいポリマー混練技術
  4-1 VCMT
           (Various Clearance Mixing Technology)の概念
  4-2 フィラー充填コンパウンドでの応用
  4-3 ローターセグメントとニーデイングデスクの比較

2節 ポリマーアロイにおける加工条件の最適化
 1.押出機における混練技術の考え方
  1-1 1混練技術 1-2 2分配と分散
 2.単軸押出機による流れの効果
  2-1 単軸押出機の基本的スクリューデザイン
  2-2 スクリュー構成と流れの理論
  2-3 二流体の混練に関する基本的な考え方
 3.2軸押出機の種類と応用
  3-1 同方向噛合波型二軸押出機の概要
 4.単軸・2軸押出機を利用した応用事例
  4-1 リアクティブプロセッシング 4-2 重合後処理

3節 二軸スクリュ押出機による
          ポリマーアロイ/ブレンド技術

 1.スクリュ押出機を用いたポリマーブレンド技術
 2.ポリマーブレンドに用いられる二軸スクリュ押出機
 3.二軸スクリュ押出機におけるポリマーアロイの混練
 4.オンラインでの微細相構造形成過程の可視化
 5.超臨界流体を活用した新しいポリマーブレンド技術

4節 リアクティブプロセッシングによる
                ポリマーアロイの設計

 1.第三世代ポリマーアロイとリアクティブプロセッシング
 2.リアクティブプロセッシングの特徴
 3.リアクティブプロセッシングのプロセス解析
 4.リアクティブプロセッシングによるポリマーアロイの設計 
 

4章 ポリマーアロイの構造制御技術 


1節 ポリマーアロイのモルフォロジー制御
 1.モルフォロジー制御と材料設計
 2.ポリマーアロイのモルフォロジー
 3.ポリマーの混合における溶解性(相溶性と混和性)
 4.非相溶性ポリマーアロイのモルフォロジー
 5.相容化剤とモルフォロジー 
 6.ポリマーアロイのモルフォロジーと物性

2節 分子設計に基づくポリマーブレンドの
                      相構造制御

 1.分子間相互作用/分子間反応を利用した
                                          相溶性・相構造制御
 2.分子間相互作用の位置制御による相構造の制御
 3.分子間反応の位置制御による相構造の制御

3節 ポリマーブレンド/アロイの
             レオロジー挙動と材料設計

 1.相溶系・非相溶系ポリマーブレンド
  1-1 相溶系ポリマーブレンド
  1-2 非相溶系ポリマーブレンド
 2.粒子分散系ポリマー
  2-1 粒子の分散状態とレオロジー挙動
  2-2 グラフト分子鎖の分子設計
 3.熱可逆性ゲル(物理ゲル)系ポリマー
  3-1 PVC/可塑剤系のレオロジー挙動
  3-2 熱可逆性ゲルの構造形成の時間発展
  3-3 熱可逆性ゲルの伸長粘度挙動

5章 ポリマーアロイの高機能化
  〜どの組み合わせでどんな条件で混ぜたのか〜 

1節 耐熱性を上げるには?
 1.ポリマーアロイの耐熱性
 2.高耐熱化のためのポリマーアロイ設計
  2-1 使用環境に対する高耐熱化
  2-1-1 非晶性ポリマーのポリマーアロイによる高耐熱化
   (1) 完全相溶系非晶性ポリマーアロイ
   (2) 相分離系非晶性ポリマーアロイ
  2-1-2 結晶性ポリマーのポリマーアロイによる高耐熱化
  2-2 成形加工条件に対する高耐熱化

2節 難燃性を上げるには?
 1.相溶系アロイの難燃性
 2.難燃性に対するモルフォロジーの影響
 3.リアクティブプロセッシングによる難燃性制御
 4.燃焼場におけるモルフォロジーの変化
 5.燃焼過程のモルフォロジー変化
 6.フィラー添加による難燃性の向上

3節 光学特性をコントロールするには?
 1.透明性
 2.屈折率
 3.複屈折
  3-1 複屈折の発現要因
  3-2 非複屈折性ポリマーアロイ
  3-3 配向制御と複屈折
  3-4 ブロック共重合体の複屈折挙動
  3-5 ポリマーナノアロイの複屈折挙動
 4.光反射性
 5.光沢
 6.偏光特性

4節 耐衝撃性を上げるには?

 1.ポリオレフィン系のブレンド/アロイ
 2.海島構造の形成と耐衝撃性の発現メカニズム
 3.多層構造共重合体の破壊機構
 4.耐衝撃性を活かした製品事例と各種要求特性

5節 耐衝撃性、金属との密着性を改善するには?
 1.ラミネート鋼板とフィルムへの要求特性
 2.ポリエステル系アロイの設計と
                      相溶化メカニズムの検証
  2-1 機能設計  2-2 相溶化コンセプト
  2-3 高次構造解析および設計原理検証結果
  2-4 中和金属イオン種のOE分散への影響
 3.ポリエステル系アロイのフィルム加工・応用商品例
 4.提案相溶化コンセプトの普遍性を活用した他の応用例
  4-1 PET/OE/アイオノマーアロイの組成変更 
  4-2 相溶化剤の化学構造アナロジーの応用例
  4-3 ポリアミド/OE/アイオノマーアロイ

6節 破壊に強くするには?
 1.アロイ化による破壊特性向上のメカニズム
 2.ゴム変性PMMAの破壊特性と破壊メカニズム
 3.MBSの破壊特性と破壊メカニズム
 4.PLA/PCLの破壊特性と破壊メカニズム

7節 耐候性を上げるには?
 1.PC樹脂の耐候性向上
 2.PC系ポリマーアロイの耐候性向上
 3.塗装による耐候性向上

8節 溶融粘弾性を制御するには?
 1.臨界点近傍ゲル混合法
 2.ナノファイバー混合法
 3.ポリエチレンブレンドが示す特異的なレオロジー特性

9節 粘着物性を制御するには?
 1.PBDを用いたゴム系粘着剤
  1-1 PBD/テルペン樹脂完全相容系粘着剤
  1-2 UCST型相図を示すPBD/水添テルペン系粘着剤
  1-3 LCST型相図を示すPBD/ロジン系粘着剤
  1-4 PBD/ピネン樹脂系粘着剤
 2.アクリル系ブレンド粘着剤における粘着物性と相容性
 3.SIS系粘着剤の相挙動と粘着物性
 4.ポリマーブレンドによる
            アクリル系粘着剤の耐熱性の向上

6章 ナノポリマーアロイの技術動向 

1節 ナノ分散構造形成のメカニズム
 1.ブロック共重合体やグラフト共重合体のミクロ相分離1)
 2.ポリマーブレンドのスピノーダル分解
 3.相容化剤・リアクティブプロセッシング
 4.網目構造
 5.結晶性成分を含むアロイ

2節 ポリマーアロイ界面のナノ構造解析と材料物性
 1.異種高分子間の界面厚み
 2.分光学的手法
  2.1 中性子反射率法 2.2 エリプソメトリー
 3.形態学的手法
  3.1 透過型電子顕微鏡(TEM)
  3.2 エネルギーフィルター搭載TEM(EF-TEM)と
                 界面の濃度プロフィール
  3.3 3D TEM (TEMトモグラフィー)
  3.4 原子間力顕微鏡(AFM)
 4.界面の構造と接着性

3節 ナノ分散構造制御の技術動向
  1.ミクロ/ナノ分散構造制御と
           トップダウン/ボトムアップ戦略
  2.トップダウン戦略によるナノ分散構造制御
  3.ボトムアップ戦略によるナノ分散構造制御
  4.今後のナノ分散構造制御と
               「第四世代ポリマーアロイ」

7章 ナノポリマーアロイにおける
      構造制御技術と物性の向上 


1節 多成分系ポリマーアロイの設計と
            相互作用のコントロール

 1.高分子材料の非相溶性について
 2.PE/PP系ポリマーアロイの物性改質効果について
 3.PET/PE系ポリマーアロイの物性改質効果について

2節 高せん断成形加工法による
    ナノレベルの混練・分散技術と構造制御

 1.高せん断成形加工法の開発とそれを用いた
      非相溶性ポリマーブレンドのナノ混合化ならびに
             フィラーの樹脂へのナノ分散化
  1-1 高せん断成形加工法の概要
  1-2 高せん断成形加工法による
     非相溶性ポリマーブレンドのナノ混合化・相溶化
  1-3 透明ブレンド(PC/PMMA)の創製
  1-4 高せん断成形加工法による
          各種フィラーの樹脂へのナノ分散化
 2.フィラーをナノ分散化した
    二元系(ポリマー/フィラー)ナノコンポジットの創製
    2-1 熱可塑性エラストマー/CNT系ナノコンポジット
    2-2 熱可塑性樹脂/CNT系ナノコンポジット
    2-3 生分解性樹脂/TiO2系ナノコンポジット

3節 ナノポリマーアロイにおける
      相容化(Compatabilization)の
           メカニズムと相容化剤の選定

 1.ポリマーブレンドの相容化(compatibilization)について
  1-1 相溶(miscible)と
       非相溶(immiscible)ブレンドについて
  1-2 相互作用パラメータχABの大小による相容性1)
  1-3 Taylorの式及びWuの実験式
  1-4 相容化剤による界面張力の制御
 2.相溶化及び相容化剤
  2-1 相容化剤のタイプ
  2-2 相容化剤の非反応型及び反応型による分類
  2-3 市販相容剤

4節 三元系(高分子ブレンド/フィラー)
    ナノコンポジットにおける階層構造制御

 1.三元系ナノコンポジットにおける
           共連続構造制御の意義
 2.生分解性ポリマーブレンド/クレイ系
      ナノコンポジットにおける共連続構造制御
 3.ダブルパーコレーション構造の構築
 4.その他の三元系ナノコンポジット
 
8章 ポリマーアロイにおける評価・解析技術 

1節 ポリマーアロイのレオロジー評価
 1.動的粘弾性
 2.動的粘弾性のどこがポイント
 3.ポリマーアロイの貯蔵弾性率の温度依存性

2節 ポリマーブレンドの
      分散状態が及ぼす力学特性への影響

 1.PK/PAポリマーアロイ試料および試験片
 2.PK/PAポリマーアロイの構造と機械特性
  2-1 PK/PAポリマーアロイのモルフォロジー
  2-2 PK/PAアロイ中のPKとPAとの相互作用
  2-3 乾燥?吸湿PK/PAポリマーアロイの
           高次構造とダイナミックス
  2-4 乾燥,吸湿PK/PAポリマーアロイの
               衝撃特性と引張特性

3節 ポリマーアロイの相転移ダイナミックス
 1.二成分ホモポリマーブレンドの相図
 2.スピノーダル分解の相分離機構
   (1)スピノーダル分解初期過程
   (2)スピノーダル分解中期・後期過程
 3.ポリマーアロイの相転移の
       ダイナミックスにおける粘弾性効果
 4.粘弾性相分離
   (1)スピノーダル分解初期過程
   (2)スピノーダル分解中期・後期過程における
                        粘弾性効果
 5.剪断流動下における流動誘起相分離

4節 3ポリマーアロイ界面の構造解析
 1.界面の厚み測定
 2.プローブ法による界面の動的挙動
 
 

                                   【本書のポイント】   
◆ナノオーダーの分散構造をコントロールし、更なる高機能化を図る!!
  ☆混ざらない組み合わせを混ぜるにはどうする!? ☆2成分/3成分/4成分の組み合わせ事例を集約!!
  ☆各ポリマーの特長、用途に応じた混ぜ方が分かる!
◎耐熱性、難燃性、耐候性、破壊特性、耐衝撃性、、
    - 目的の物性を得る為の樹脂選び、掛け合わせの条件とは!?- 樹脂同士の相性、化学構造、分散度を狙い通りにするには!?
◎異粘度、異融点の混ぜ合わせ、非相溶系の分散、、
    - スクリューデザインや混練条件をどう設定していくのか!?- 樹脂を入れる順番やタイミングは何を基準に決めるのか!?
◎分散状態、結晶構造、レオロジー、界面状態、、、
    - どんな状態で混ざれば、どんな物性値が出るのか!?- 構造と物性の相関を豊富な断面写真を用いて解説!!

 
 

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