JP2017128721A - 導電性ポリマーコンポジット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性ポリマーと、導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、2〜約40重量%の範囲の量のカーボンナノチューブと、導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、約2〜約50重量%の範囲の量の複数のグラファイト状粒子とを含む導電性ポリマーコンポジット。
【選択図】なし
Description
σ = L/(R*A) (1)
式中、
σは、バルク導電率であり;
Lは、フィラメントの長さであり;
Rは、押出成型されたフィラメントの測定された抵抗であり;
Aは、フィラメントの断面積(πr2)であり、ここで、rは、フィラメントの半径である。
Haakeツインスクリュー押出成型機を用い、ポリマーベース(ポリカプロラクトン)と、10重量%の多層カーボンナノチューブ(MWNT)および30重量%のグラフェンとを30rpmで30分間溶融混合することによって、導電性ポリマーコンポジットを調製した。得られた材料を低温粉砕し、改変されたダイを取り付けたMelt Flow Indexer(MFI)を用い、粉砕したコンポジットを押出成型してフィラメントにした。MFIで押出成型するための条件は、最終的なフィラメントを調製するために、1.8mmのオリフィスおよび16.96kgのおもりを含んでいた(MFIのおもりは、押出成型のための力を与える)。最終的なフィラメントは、直径が約1.75mmであった。
バルク導電率を計算するために、実施例1の押出成型されたフィラメントの10cm片の末端に銀塗料を塗り、これを使用し、抵抗を測定した。デジタルマルチメーターを用い、抵抗の測定を終了した。上の式1を用い、バルク導電率は、約3.9S/cmと計算された。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、グラフェンを用いなかった。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、多層カーボンナノチューブを用いなかった。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、グラフェンの代わりに30重量%のグラファイトを用いた。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、10重量%のグラファイトを用いた。
実施例3と同様のコンポジットを作成したが、MWNTを用いず、20重量%のグラファイトを用いた。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、グラフェンの代わりに5重量%のMWNTおよび30重量%のグラファイトを用いた。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、5重量%のMWNTおよび30重量%のグラフェンを用いた。グラフェンは、粒径が約25ミクロンであった。
実施例1と同様のコンポジットを作成したが、5重量%のMWNTおよび30重量%のグラフェンを用いた。グラフェンは、粒径が約5ミクロンであった。
Claims (10)
- 熱可塑性ポリマーと、
導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、2重量%〜約40重量%の範囲の量のカーボンナノチューブと、
導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、約2重量%〜約50重量%の範囲の量の複数のグラファイト状粒子と
を含む、導電性ポリマーコンポジット。 - 熱可塑性ポリマーは、アクリレート単位、カルボン酸エステル単位、アミド単位、乳酸単位、ベンズイミダゾール単位、炭酸エステル単位、エーテル単位、スルホン単位、アリールケトン単位、アリールエーテル単位、アリールアルキル単位、エーテルイミド単位、エチレン単位、フェニレンオキシド単位、プロピレン単位、スチレン単位、ハロゲン化ビニル単位およびカルバメート単位からなる群から選択される少なくとも1つの繰り返し単位を含む、請求項1に記載のコンポジット。
- 熱可塑性ポリマーは、2つ以上の繰り返し単位のコポリマーである、請求項2に記載のコンポジット。
- コポリマーが、1つ以上のアクリレート単位を含む、請求項3に記載のコンポジット。
- 熱可塑性ポリマーは、ポリアクリレート、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ(エチレン−コ−酢酸ビニル)、ポリエーテルイミド、ポリプロピレン、ポリ(フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン)、ポリ(スチレンイソプレンスチレン)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリ(スチレンエチレンブチレンスチレン)(SEBS)、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトンおよびナイロンからなる群から選択される少なくとも1つのポリマーを含む、請求項1に記載のコンポジット。
- 三次元印刷の方法であって、この方法は、
三次元プリンタに、熱可塑性ポリマーと、導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、2重量%〜約20重量%の範囲の量のカーボンナノチューブと、導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、約2重量%〜約50重量%の範囲の量の複数のグラファイト状粒子とを含むコンポジットを提供することと;
前記コンポジットを加熱することと;
加熱したコンポジットを構築プラットフォームの上に押出成型し、三次元物体を作成することと
を含む、方法。 - 熱可塑性ポリマーと、
導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、2重量%〜約40重量%の範囲の量のカーボンナノチューブと、
導電性ポリマーコンポジットの合計重量を基準として、約2重量%〜約50重量%の範囲の量の複数のグラファイト状粒子と
を含む、導電性ポリマーコンポジットフィラメント。 - 熱可塑性ポリマーは、アクリレート単位、カルボン酸エステル単位、アミド単位、乳酸単位、ベンズイミダゾール単位、炭酸エステル単位、エーテル単位、スルホン単位、アリールケトン単位、アリールエーテル単位、アリールアルキル単位、エーテルイミド単位、エチレン単位、フェニレンオキシド単位、プロピレン単位、スチレン単位、ハロゲン化ビニル単位およびカルバメート単位からなる群から選択される少なくとも1つの繰り返し単位を含む、請求項7に記載の導電性ポリマーコンポジットフィラメント。
- 熱可塑性ポリマーは、ポリアクリレート、ポリベンズイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールエーテルケトン、ポリエチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ(エチレン−コ−酢酸ビニル)、ポリエーテルイミド、ポリプロピレン、ポリ(フッ化ビニリデン−コ−ヘキサフルオロプロピレン)、ポリ(スチレンイソプレンスチレン)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリ(スチレンエチレンブチレンスチレン)(SEBS)、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトンおよびナイロンからなる群から選択される少なくとも1つのポリマーを含む、請求項7に記載の導電性ポリマーコンポジットフィラメント。
- グラファイト状粒子は、グラフェンおよびグラファイトからなる群から選択される少なくとも1つの材料を含む、請求項7に記載の導電性ポリマーコンポジットフィラメント。
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