JP2009542823A - コンポジット - Google Patents
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Abstract
粘土及びカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）強化ポリマーマトリクスナノコンポジットの両方の機械的性質の改善が、溶融混合プロセスに先立つナノ粒子及びポリマーペレットの前処理によって、達成される。ボールミルプロセスによって、ナノ粒子がポリマーペレットの表面上にコーティングされる。混合物を一定時間粉砕した後に、ナノ粒子薄膜がポリマーペレットの表面上に形成される。
Description
本願は米国仮特許出願第６０／７８９３００号及び第６０／８１０３９４号の優先権を主張する。これらの出願は参照として本願に組み込まれる。
ナノコンポジットは、１〜１００ｎｍのサイズ範囲の粒子を含有するコンポジット材料である。これらの材料は、分子のサブミクロンの構造的性質を利用する。粘土やカーボンナノチューブ（ＣＮＴ，ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）等のこれらの粒子は一般的に、優れた性質、高いアスペクト比、層状構造を有し、ポリマーと粒子との間の結合を最大化させる。これらの添加物を少量（０．５〜５％）加えることによって、より高い強度、より大きな剛性、高い耐熱性、高い耐ＵＶ性、より低い吸水率、より低い気体透過率等のポリマー材料の多くの性質を改善することができる（非特許文献１）。
Ｔ．Ｄ．Ｆｏｒｎｅｓ、Ｄ．Ｌ．Ｈｕｎｔｅｒ、Ｄ．Ｒ．Ｐａｕｌ、"Ｎｙｌｏｎ‐６ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｒｏｍ Ａｌｋｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ‐ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｌａｙ： Ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ Ａｌｋｙｌ ｔａｉｌｓ ｏｎ ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ"、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２００４年、第３７巻、ｐ．１７９３−１７９８
Ｓｈａｍａｌ Ｋ．Ｍｈｅｔｒｅ、Ｙｏｎｇ Ｋ．Ｋｉｍ、Ｓｔｅｖｅｎ Ｂ．Ｗａｒｎｅｒ、Ｐｒａｂｉｒ Ｋ．Ｐａｔｒａ、Ｐｈａｎｅｓｈｗａｒ Ｋａｔａｎｇｕｒ、Ａｕｔｕｍｎ Ｄｈａｎｏｔｅ、"Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｃａｒｏｂｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ"、Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．、２００４年、第７８８巻
しかしながら、ポリマーマトリクスナノコンポジットを強化するためには、ナノ粒子の分散が非常に重要となる。このようなポリマーマトリクス中のナノ粒子の分散が課題となっている。このことが、ナノ粒子強化ナノコンポジットが予想されるような優れた性質を達成していない理由である（非特許文献２）。複数の研究によって、ナノコンポジットのｉｎ‐ｓｉｔｕ重合で、ナノ粒子の分散を改善することができると主張されている。ナノコンポジットのより良い性質がどうにかして得られた。しかしながら、ｉｎ‐ｓｉｔｕ重合は、ポリマー製造用に許容可能な製造性を有するプロセスであることが証明されていない。また、溶融混合プロセスも使用されてきている。このプロセスは、より一般的であり、ナノ粒子強化ポリマーナノコンポジットを製造するための製造性を有するプロセスである。しかしながら、結果物は満足のいくものではない。
粘土及びカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）強化ポリマーマトリクスナノコンポジットの両方の機械的性質の改善が、溶融混合プロセスに先立つナノ粒子及びポリマーペレットの前処理によって、達成される。ボールミルプロセスによって、ナノ粒子がポリマーペレットの表面上にコーティングされる。混合物を一定時間粉砕した後に、ナノ粒子薄膜がポリマーペレットの表面上に形成される。
ボールミルプロセスは、
１．ナノ粒子がポリマーペレットの表面上に付着することを可能にし、
２．ポリマーペレットの衝撃によってナノ粒子の巨大なクラスターを破壊する。これによって、溶融混合プロセスの後に、ナノ粒子をポリマーマトリクス中に更に分散させる。
１．ナノ粒子がポリマーペレットの表面上に付着することを可能にし、
２．ポリマーペレットの衝撃によってナノ粒子の巨大なクラスターを破壊する。これによって、溶融混合プロセスの後に、ナノ粒子をポリマーマトリクス中に更に分散させる。
粘土及びＣＮＴ以外に、グラファイト粒子、カーボンファイバ、フラーレン、カーボンナノチューブ、セラミック粒子等の他の充填材を用いてもよい。
本発明の実施形態を例示するために、二つのケースを提供する。
ケース１：ナイロン１１／粘土ナノコンポジット
ナイロン１１ペレットを日本のアルケマ（Ａｒｋｅｍａ）社から入手した（製品名：ＲＩＬＳＡＮ ＢＭＶ−Ｐ２０ ＰＡ１１）。粘土は米国のＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製であった（製品名：Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）シリーズ９３Ａ）。これは、三元アンモニウム塩で修飾された天然のモンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）である。
ナイロン１１ペレットを日本のアルケマ（Ａｒｋｅｍａ）社から入手した（製品名：ＲＩＬＳＡＮ ＢＭＶ−Ｐ２０ ＰＡ１１）。粘土は米国のＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製であった（製品名：Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）シリーズ９３Ａ）。これは、三元アンモニウム塩で修飾された天然のモンモリロナイト（ｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ）である。
図２を参照すると、ステップ２０１において、粘土及びナイロン１１ペレットの両方を、真空オーブン中で８０℃で少なくとも１６時間にわたって乾燥させて、湿気を完全に取り除いた。その後、ステップ２０２において、これらをガラス容器に入れて、ボールミルプロセスにかけた。図１は、典型的なボールミル装置の概略図である。このマシーンの速度は毎分略５０〜６０回転である。本方法では、５ｗｔ％及び１０ｗｔ％の粘土粉末を実験用に選択した。全粘土粒子をナイロン１１ペレットの表面上に付着させるために、混合物を少なくとも三十分間粉砕した。ＩＰＡ、水、アセトン等の溶媒を混合物中に加えてもよい。比較用に、直接混合法も用いた。粘土及びナイロン１１をプラスチックバッグに入れて、少なくとも三十分間手で振った。
混合物をボールミルプロセス及び直接混合プロセスによって混合した後に、ステップ２０３において、ＨＡＡＫＥ Ｒｈｅｏｍｅｘ ＣＴＷ １００ツインスクリュー押出機（独国）を用いて、ナイロン６／粘土／ＳＥＢＳナノコンポジットを混ぜ合わせた。以下に本プロセスで用いられたパラメータを示す。
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
ダイ温度 ‐ ２３０℃
スクリュー速度 ‐ １００ｒｐｍ
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
ダイ温度 ‐ ２３０℃
スクリュー速度 ‐ １００ｒｐｍ
各工程におけるナイロン１１ペレット及び粘土の量は１ポンドである。何故ならば、ツインスクリューを、コンポジット樹脂を収集する前に、混合物を用いてきれいにする必要があるからである。以下の射出成形プロセスによって、合成樹脂で２０本のバーを製造可能である。ステップ２０４において、押し出しプロセスの後に、ナノコンポジットファイバを、水中で急冷して、Ｈａａｋｅ ＰＰ１ Ｐａｌｌｅｔｉｚｅｒ ＰＯＳＴＥＸを用いて、ペレット状にした。ステップ２０５において、見本を作製する射出成形プロセスに先立って、ナノコンポジットペレットを７０℃で乾燥させた。ステップ２０６において、Ｍｉｎｉ‐Ｊｅｃｔｏｒ（米国オハイオ州ニューベリー（Ｎｅｗｂｕｒｙ）のＭｉｎｉ‐Ｊｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社のモデル５５）の実験室規模の射出成形機を用いて、ステップ２０７の物理試験用のインパクトバーを作製した。サンプルには、ＡＳＴＭ指定モールド（衝撃強度試験用のＡＳＴＭ Ｄ２５６、曲げ弾性率試験用のＡＳＴＭ Ｄ７９０）を用いて、特定の寸法を与えた。以下に、用いられたパラメータを示す。
射出圧力 ‐ ７０バール
保持圧力 ‐ ３５バール
保持時間 ‐ ４０秒
加熱ゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
加熱ゾーン２の温度 ‐ ２２０℃
ノズル温度 ‐２３０℃
モールド温度 ‐６０〜８０℃
射出圧力 ‐ ７０バール
保持圧力 ‐ ３５バール
保持時間 ‐ ４０秒
加熱ゾーン１の温度 ‐ ２２０℃
加熱ゾーン２の温度 ‐ ２２０℃
ノズル温度 ‐２３０℃
モールド温度 ‐６０〜８０℃
試験プロセスの前に、見本を少なくとも４０時間にわたって乾燥機内で乾燥させて調整した。サンプルの曲げ弾性率及び衝撃強度を、標準的な３点曲げ法を用いて、特性評価した。
表１は、異なる重量比を有するナイロン１１／粘土／ＳＥＢＳコンポジットの機械的性質（曲げ弾性率及び衝撃強度）を示す。
同じ積載量の粘土において、ボールミルプロセスによって前処理したナイロン１１／粘土ナノコンポジットの機械的性質が、直接混合プロセスによるものよりも優れていることが明らかに見て取れる。
ケース２：ナイロン６／カーボンナノチューブナノコンポジット
ナイロン６ペレットを、日本のウベ（ＵＢＥ）社から入手した（製品名：ＳＦ１０１８Ａ）。粘土は、米国のＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製であった（製品名：Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）シリーズ９３Ａ）。このケースで用いられたカーボンナノチューブは二層ＣＮＴ（ＤＷＮＴ，ｄｏｕｂｌｅ ｗａｌｌ ＣＮＴ）であった。ＤＷＮＴをベルギーのＮａｎｏｃｙｌ社から入手した。
ナイロン６ペレットを、日本のウベ（ＵＢＥ）社から入手した（製品名：ＳＦ１０１８Ａ）。粘土は、米国のＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ製であった（製品名：Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（登録商標）シリーズ９３Ａ）。このケースで用いられたカーボンナノチューブは二層ＣＮＴ（ＤＷＮＴ，ｄｏｕｂｌｅ ｗａｌｌ ＣＮＴ）であった。ＤＷＮＴをベルギーのＮａｎｏｃｙｌ社から入手した。
図２に関して上述したものと同様のプロセスを用いた。ＣＮＴ及びナイロン６ペレットの両方を、真空オーブン内で８０℃で少なくとも１６時間にわたって乾燥させて、湿気を完全に取り除いた。その後、これらをガラス容器に入れて、ボールミルプロセスにかけた。このケースでは、ナイロン６マトリクスに対して０．４ｗｔ％のＣＮＴを用いた。
図３は、純ナイロン６ペレット（左側）及びナイロン６／ＣＮＴ（右側）の写真を示す。純ナイロン６は透明である。一方、ボールミルプロセス後にＣＮＴを備えると黒色になった。何故ならばＣＮＴが黒色だからである。つまり、このことは、ナイロン６ペレットの表面上をＣＮＴがコーティングしているということを意味する。
混合物をボールミルによって混合した後に、ＨＡＡＫＥ Ｒｈｅｏｍｅｘ ＣＴＷ １００ツインスクリュー押出機（独国）を用いて、ナイロン６／粘土／ＳＥＢＳナノコンポジットを混ぜ合わせた。以下に、本プロセスで用いられたパラメータを示す。
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２４０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
ダイ温度 ‐ ２２０℃
スクリュー速度 ‐ １００ｒｐｍ
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２４０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
スクリューゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
ダイ温度 ‐ ２２０℃
スクリュー速度 ‐ １００ｒｐｍ
各工程におけるナイロン６ペレット及びＣＮＴの量は１ポンドであった。何故ならば、ツインスクリューを、コンポジット樹脂を収集する前に、混合物を用いてきれいにする必要があったからである。以下の射出成形プロセスによって、合成樹脂で、２０本のバーを製造した。押し出しプロセスの後に、ナノコンポジットファイバを、水中で急冷して、Ｈａａｋｅ ＰＰ１ Ｐａｌｌｅｔｉｚｅｒ ＰＯＳＴＥＸを用いて、ペレット状にした。見本を作製する射出成形プロセスに先立って、ナノコンポジットペレットを７０℃で乾燥させた。Ｍｉｎｉ‐Ｊｅｃｔｏｒ（米国オハイオ州ニューベリー（Ｎｅｗｂｕｒｙ）のＭｉｎｉ‐Ｊｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社のモデル５５）の実験室規模の射出成形機を用いて、物理試験用のインパクトバーを作製した。サンプルを、ＡＳＴＭ指定モールド（引張強度試験用のＡＳＴＭ Ｄ６３８、曲げ弾性率試験用のＡＳＴＭ Ｄ７９０）を用いて成形した。以下に、用いられたパラメータを示す。
射出圧力 ‐ ７０バール
保持圧力 ‐ ３５バール
保持時間 ‐ ４０秒
加熱ゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
加熱ゾーン２の温度 ‐ ２３０℃
ノズル温度 ‐２４０℃
モールド温度 ‐６０〜８０℃
射出圧力 ‐ ７０バール
保持圧力 ‐ ３５バール
保持時間 ‐ ４０秒
加熱ゾーン１の温度 ‐ ２３０℃
加熱ゾーン２の温度 ‐ ２３０℃
ノズル温度 ‐２４０℃
モールド温度 ‐６０〜８０℃
比較用に、純ナイロン６の見本も成形した。試験プロセスの前に、見本を乾燥機内で少なくとも４０時間にわたって乾燥させて調整した。
表２は、ナイロン６／ＣＮＴナノコンポジットの機械的性質（引張強度及び衝撃強度）を示す。
ボールミルプロセスによって前処理したナイロン６／ＣＮＴナノコンポジットの機械的性質が純ナイロン６のものよりも優れていることが明らかに見て取れる。溶融混合プロセスによって合成されたナイロン６／ＣＮＴナノコンポジットは、純ナイロン６よりも悪い機械的性質を有する（非特許文献２のＬ１１．１７．１〜Ｌ１１．１７．６）。
Claims (20)
- ボールミル装置を用いてナノ粒子をナイロンペレットと混合することを備えた方法。
- 前記ナイロンペレットがナイロン１１ペレットである、請求項１に記載の方法。
- 前記ナイロンがナイロン６ペレットを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子が粘土ナノ粒子を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子がカーボンナノチューブを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子がグラファイト粒子を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子がカーボンファイバを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子がフラーレンを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ナノ粒子がセラミック粒子を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ボールミル装置を用いて混合した後に、前記ナイロンペレットが前記ナノ粒子で覆われている、請求項１に記載の方法。
- ナノ粒子が表面上に付着しているナイロンペレットを備えた組成物。
- 前記ナイロンペレットが１１ナイロンペレットである、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナイロンがナイロン６ペレットを含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子が粘土ナノ粒子を含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子がカーボンナノチューブを含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子がグラファイト粒子を含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子がカーボンファイバを含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子がフラーレンを含む、請求項１１に記載の組成物。
- 前記ナノ粒子がセラミック粒子を含む、請求項１１に記載の組成物。
- ボールミル装置を用いて混合した後に、前記ナイロンペレットが前記ナノ粒子で覆われている、請求項１１に記載の組成物。
Applications Claiming Priority (7)
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|---|---|---|---|
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| US8445587B2 (en) * | 2006-04-05 | 2013-05-21 | Applied Nanotech Holdings, Inc. | Method for making reinforced polymer matrix composites |
| KR101449048B1 (ko) * | 2008-10-14 | 2014-10-13 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진 커버용 폴리아미드6 수지 조성물 |
| EP2228406A1 (en) | 2009-03-13 | 2010-09-15 | Bayer MaterialScience AG | Improved mechanical properties of epoxy filled with functionalized carbon nanotubes |
| ES2352628B1 (es) * | 2009-07-09 | 2011-12-30 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | Materiales nanocompuestos de poliamidas y fulerenos inorgánicos con propiedades térmicas tribológicas y mecano-dinámicas mejoradas y su aplicación como recubrimientos. |
| US8545167B2 (en) * | 2009-08-26 | 2013-10-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Composite casing for rotating blades |
| US9902819B2 (en) * | 2009-09-14 | 2018-02-27 | The Regents Of The University Of Michigan | Dispersion method for particles in nanocomposites and method of forming nanocomposites |
| FR2991333B1 (fr) * | 2012-06-04 | 2015-04-03 | Arkema France | Utilisation de nanocharges carbonees a tres faible taux pour le renfort mecanique de materiaux composites eventuellement charges |
| ES2551283B2 (es) * | 2014-05-16 | 2016-04-18 | Universidad De Cádiz | Procedimiento de elaboración de materiales de partida para fabricación aditiva |
| US11391297B2 (en) | 2017-11-09 | 2022-07-19 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Composite fan case with nanoparticles |
| CN115960370B (zh) * | 2022-12-27 | 2024-08-20 | 江苏扬农锦湖化工有限公司 | 一种水性环氧树脂及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004124086A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-22 | Osaka Gas Co Ltd | ナノスケールカーボンを含有する樹脂組成物、導電性ないし制電性樹脂成形体、導電性ないし制電性樹脂コーティング組成物及び帯電防止膜及びこれらの製造法 |
| JP2004221071A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Showa Denko Kk | 導電性組成物用炭素質材料及びその用途 |
| JP2005082832A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Shinshu Univ | 粉体の混合方法 |
| WO2005036563A2 (en) * | 2003-08-21 | 2005-04-21 | Rensselaer Polytechnic Institute | Nanocomposites with controlled electrical properties |
| JP2005520873A (ja) * | 2002-03-20 | 2005-07-14 | ファキュルテ ユニヴェルシテール ノートル−ダム ド ラ ペ | ナノコンポジット：製造物、その製造方法およびその使用 |
| JP2005255710A (ja) * | 2004-03-09 | 2005-09-22 | Teijin Techno Products Ltd | 導電性芳香族ポリアミド樹脂組成物及びそれを用いてなる導電性芳香族ポリアミド樹脂成形体 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5096556A (en) * | 1990-06-25 | 1992-03-17 | Ppg Industries, Inc. | Cationic microgels and their use in electrodeposition |
| US5565505A (en) * | 1993-06-30 | 1996-10-15 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resins, dispersions made therewith, and coating compositions made therefrom |
| US5604269A (en) * | 1993-12-27 | 1997-02-18 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resins, dispersions made therewith, and coating compositions made therefrom |
| AU1403595A (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-17 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resins and coatings |
| US5565506A (en) * | 1994-03-01 | 1996-10-15 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resins, dispersions made therewith, and coating compositions made therefrom |
| US5854313A (en) * | 1994-09-28 | 1998-12-29 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Fine particles of high heat resistant polymer and epoxy esters |
| US5750595A (en) * | 1994-12-29 | 1998-05-12 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resin dispersions and coating compositions made therefrom |
| US6140045A (en) * | 1995-03-10 | 2000-10-31 | Meso Scale Technologies | Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence testing |
| CZ299135B6 (cs) * | 1995-03-10 | 2008-04-30 | Meso Scale Technologies, Llc. Corporation Servicecompany | Kazeta a zarízení pro použití pri detekci analytu, zpusob provádení testu za použití uvedené kazety, kit pro použití pri provádení množiny elektrochemiluminescencních testu a zpusob detekce nebo merení analytu |
| US5719201A (en) * | 1995-03-30 | 1998-02-17 | Woodbridge Foam Corporation | Superabsorbent hydrophilic isocyanate-based foam and process for production thereof |
| US5969030A (en) * | 1995-07-24 | 1999-10-19 | Basf Corporation | Waterborne coating compositions containing hydrophobically modified emulsions |
| EP0755946A3 (en) * | 1995-07-24 | 1997-10-01 | Basf Corp | Method for the preparation of hydrophobic emulsion polymers, the polymers thus obtained and the aqueous coating compositions containing these polymers |
| US5569715A (en) * | 1995-07-24 | 1996-10-29 | Basf Corporation | Process for obtaining hydrophobically modified emulsion polymers and polymers obtained thereby |
| US5760108A (en) * | 1996-10-22 | 1998-06-02 | Henkel Corporation | Self-dispersing curable epoxy resin esters, dispersions thereof and coating compositions made therefrom |
| US6683783B1 (en) * | 1997-03-07 | 2004-01-27 | William Marsh Rice University | Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes |
| US6770583B2 (en) * | 1997-03-14 | 2004-08-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Transistion metal containing ceramic with metal nanoparticles |
| US6333016B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-12-25 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Method of producing carbon nanotubes |
| US7073201B2 (en) * | 2001-09-21 | 2006-07-11 | Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Aqueous Adhesive |
| WO2002006046A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-24 | Board Of Control Of Michigan Technological University | Wood-based composite board and method of manufacture |
| US6986853B2 (en) * | 2001-03-26 | 2006-01-17 | Eikos, Inc. | Carbon nanotube fiber-reinforced composite structures for EM and lightning strike protection |
| US6689835B2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-02-10 | General Electric Company | Conductive plastic compositions and method of manufacture thereof |
| US6524777B1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-02-25 | Eastman Kodak Company | Method of activating a protective layer on a photographic element employing an organic solvent in the wash solution |
| US20030099798A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-05-29 | George Eric R. | Nanocomposite reinforced polymer blend and method for blending thereof |
| US6846345B1 (en) * | 2001-12-10 | 2005-01-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Synthesis of metal nanoparticle compositions from metallic and ethynyl compounds |
| US7162302B2 (en) * | 2002-03-04 | 2007-01-09 | Nanoset Llc | Magnetically shielded assembly |
| US6864418B2 (en) * | 2002-12-18 | 2005-03-08 | Nanoset, Llc | Nanomagnetically shielded substrate |
| EP1483202B1 (en) * | 2002-03-04 | 2012-12-12 | William Marsh Rice University | Method for separating single-wall carbon nanotubes and compositions thereof |
| US7153903B1 (en) * | 2002-06-19 | 2006-12-26 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Carbon nanotube-filled composites prepared by in-situ polymerization |
| AU2003249165A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-02-02 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Corrosion resistant films based on ethylenically unsaturated monomer modified epoxy emulsions |
| US6800946B2 (en) * | 2002-12-23 | 2004-10-05 | Motorola, Inc | Selective underfill for flip chips and flip-chip assemblies |
| DE102004025048A1 (de) * | 2003-05-20 | 2004-12-23 | Futaba Corp., Mobara | Ultra-dispergierter Nano-Kohlenstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7005550B1 (en) * | 2004-01-22 | 2006-02-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Arylcarbonylated vapor-grown carbon nanofibers |
| US7862624B2 (en) * | 2004-04-06 | 2011-01-04 | Bao Tran | Nano-particles on fabric or textile |
| US7296576B2 (en) * | 2004-08-18 | 2007-11-20 | Zyvex Performance Materials, Llc | Polymers for enhanced solubility of nanomaterials, compositions and methods therefor |
| US7078683B2 (en) * | 2004-10-22 | 2006-07-18 | Agilent Technologies, Inc. | Nanowire target support and method |
| US20060270790A1 (en) * | 2005-05-26 | 2006-11-30 | Brian Comeau | Carbon-nanotube-reinforced composites for golf ball layers |
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|---|---|---|---|---|
| JP2005520873A (ja) * | 2002-03-20 | 2005-07-14 | ファキュルテ ユニヴェルシテール ノートル−ダム ド ラ ペ | ナノコンポジット：製造物、その製造方法およびその使用 |
| JP2004124086A (ja) * | 2002-09-13 | 2004-04-22 | Osaka Gas Co Ltd | ナノスケールカーボンを含有する樹脂組成物、導電性ないし制電性樹脂成形体、導電性ないし制電性樹脂コーティング組成物及び帯電防止膜及びこれらの製造法 |
| JP2004221071A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-08-05 | Showa Denko Kk | 導電性組成物用炭素質材料及びその用途 |
| WO2005036563A2 (en) * | 2003-08-21 | 2005-04-21 | Rensselaer Polytechnic Institute | Nanocomposites with controlled electrical properties |
| JP2005082832A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Shinshu Univ | 粉体の混合方法 |
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