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ポリマー系ナノコンポジットの技術と用途

(2004年『ポリマー系ナノコンポジットの新技術と用途展開』普及版)

商品コード: B0918

  • 監修: 岡本正巳
  • 発行日: 2010年4月
  • 価格(税込): 4,536 円
  • 体裁: A5判、299ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0192-1

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刊行にあたって

 本書『ポリマー系ナノコンポジットの新技術と用途展開』はナノコンポジットの最新の情報をいち早く読者に伝えるために刊行されたものである。本書はこの分野における最新の状況を総括的に網羅していると思われるので、直接ナノコンポジット研究に携わっておられる方々のみならず、他分野の研究者、技術者、そしてこれからのポリマー系ナノコンポジット材料の研究・開発に関心を持っておられる方々にとっても必ず役立つものと信じている。
 しかし、ナノコンポジットは世界規模で急速な発展をしている最先端研究分野であるため情報を総括し、知識の構造化を進める間にも世の中は進歩しつづけ、流れに追いつけないのが現状である。事実本書のタイトルでもある『ポリマー系ナノコンポジット』に関する研究報告を1996年まで遡った過去8年間において検索してみると、驚くことに1800件近くもある。今や『ナノコンブーム』ともいえるほど、研究の活発化の一途をたどっている。
 数年後には本書の情報は新鮮さを失った魅力のない陳腐なものになっているかもしれないが、今見出されている普遍的な現象は今後の新技術開発には役立つ知見となるであろう。つまり新技術開発の裏には必ず理屈があり、それはサイエンスの力で論理的に説明ができるからである。
 序章「技術開発の現状と将来展望」で紹介したように、ナノコンポジット技術はマヤ時代(BC1550-AD900年)から存在していた。当時は新しい耐腐食技術のみに興味があり、インターカレーションなるサイエンスとは無縁の世界である。しかしマヤ人が優れた技術を生み出す機会に巡り会っていたとしたら、それは何であろうか。マヤ文明は高度な数学、天文学の知識を持っていたことがよく知られている。それはおそらく偶然というよりは知識の構造化ではないのかと推察する次第である。
 本書第1、2編ではそれぞれ「基礎技術:製法と特性」と「応用:製品と機能」をその専門の方々に解説して頂いた。そして本書の最後には読者のさらなる理解を深めるために、項目別論文リスト500件を付け加えた。第1、2編では若手の研究者、技術者からも執筆を得ることができたことは、この分野の今後の発展について期待するところ大である。ナノコンポジット研究・開発にかける「情熱」を持ち続けることが実用化へのキーワードである。
 最後に本書の刊行にあたり、国内外で活躍されておられるその分野での第一人者に執筆を御願いし、快くご執筆頂いたことに、編集者としてあらためて深く感謝いたします。また企画、出版に関しては(株)シーエムシー出版編集部の門脇孝子氏の熱意とご尽力に厚くお礼申し上げる。
2004年11月 岡本正巳

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2004年に『ポリマー系ナノコンポジットの新技術と用途展開』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2010年4月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

岡本正巳   (現)豊田工業大学 大学院工学研究科 研究教授
Tie Lan   Nanocor Inc. Technical Director
Ying Liang   Nanocor Inc.
野中裕文   宇部興産(株) ナイロン樹脂ビジネスユニット ナイロンテクニカルグループ 主席部員
祢宜行成   (現)ユニチカ(株) 樹脂事業本部 樹脂開発技術課
上田一恵   (現)ユニチカ(株) 中央研究所 研究開発グループ グループ長
丸尾和生   三菱ガス化学(株) 平塚研究所 研究グループ 主任研究員
安彦聡也   (現)出光興産(株) 知的財産部 戦略企画担当主部
中野 充   (株)豊田中央研究所 材料分野 有機材料研究室 推進責任者
岡本和明   (現)名古屋市工業研究所 材料化学部 プラスチック材料研究室 研究員
宇山 浩   (現)大阪大学 大学院工学研究科 応用化学専攻 教授
SangSoo Lee   Polymer Hybrids Research Center Korea Institute of Science and Technology Senior Researcher
Young Tae Ma   Department of Chemical Engineering Sokang University
Jun kyung Kim   Polymer Hybrids Research Center Korea Institute of Science and Technology
弘中克彦   帝人化成(株) プラスチックステクニカルセンター グループリーダー
原口和敏   (現)(財)川村理化学研究所 所長
清水 博   (現)(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 ナノ構造制御マテリアルグループ長
李 勇進   (現)(独)産業技術総合研究所 ナノテクノロジー研究部門 研究員
長谷川喜一   (現)(地独)大阪市立工業研究所 加工技術研究部 高性能樹脂研究室長 研究主幹
山田英介   (現)愛知工業大学 工学部 応用化学科 応用化学専攻 教授
越智光一   (現)関西大学 化学生命工学部 教授
大谷朝男   群馬大学 大学院工学研究科 教授
         (現)東京工業大学 イノベーション研究推進体 特任教授
池田正紀   旭化成(株) 研究開発本部 チーフ・サイエンティスト
Brenhard Schartel   Federal Institute for Materials Research and Testing(BAM)
合田秀樹   (現)荒川化学工業(株) 光電子材料事業部 研究開発部 HBG グループリーダー

 執筆者の所属表記は、注記以外は2004年当時のものを使用しております。

目次

序章 技術開発の現状と将来展望
1. はじめに
2. ナノコンポジットの種類とナノフィラー
3. ポリマー・クレイナノコンポジットの歴史
4. ポリマー・クレイナノコンポジットにおけるナノ構造制御の新展開
4.1 層間挿入
4.2 端面結合の制御
4.3 クレイ結晶層面を利用した高分子鎖の高次構造制御
5. レオロジー・成形加工面からの新展開
6. 物理化学的性質の新展開
6.1 分解性制御型ナノコンポジット
6.2 力学モデルおよびナノ構造のシミュレーション
6.3 ナノコンポジットのPVT測定
7. 将来展望と課題

【第1編 基礎技術編―製法と特性―】
第1章 クレイ系ナノコンポジット
1. Nanoclays for plastic nanocomposites
1.1 Introduction
1.2 Nanoclays
1.3 Nano Effects
1.4 Nanoclay Concentrates
1.5 Summary

2. 層間挿入法
2.1 はじめに
2.2 層間挿入法の分類
2.3 適用例
2.3.1 ポリアミド系
2.3.2 その他

3. ポリアミド系ナノコンポジット
3.1 はじめに
3.2 ポリアミド6/粘土鉱物ナノコンポジットの物性
3.2.1 機械的物性
3.2.2 バリア性
3.3 ポリアミド6/粘土鉱物ナノコンポジットの応用
3.3.1 成形加工性
3.3.2 具体的用途
3.4 おわりに

4. 芳香族ポリアミド系ナノコンポジット
4.1 はじめに
4.2 Imperm(R)の基本性質
4.3 Imperm(R)のガスバリア性
4.4 PET多層ボトルへの利用
4.4.1 多層ボトルの成形
4.4.2 Imperm(R)103/PET多層ボトルの性質
4.5 安全衛生性
4.6 おわりに

5. ポリオレフィン系ナノコンポジット―研究開発の現状・動向と具体的な分散技術―
5.1 はじめに
5.2 PP系ナノコンポジット
5.2.1 研究開発概況
5.2.2 重合法によるナノコンポジット
5.2.3 溶融混練によるナノコンポジット
5.2.4 ナノコンポジット構造の熱安定性
5.2.5 TPO系ナノコンポジット
5.3 ポリマークレイナノコンポジット製造における分散制御技術
5.3.1 粘土と有機化粘土
5.3.2 樹脂側の工夫
5.3.3 混練技術の工夫
5.4 課題
5.5 おわりに

6. 生分解性ポリマー系ナノコンポジット
6.1 総論
6.1.1 概要
6.1.2 将来展望
6.2 ポリ乳酸ナノコンポジット
6.2.1 はじめに
6.2.2 アルキルアンモニウム塩で修飾したクレイとのナノコンポジット
6.2.3 水酸基を有するアンモニウム塩で修飾したクレイとのナノコンポジット
6.2.4 まとめと今後の展望
6.3 ポリブチレンサクシネートナノコンポジット
6.3.1 はじめに
6.3.2 PBS/クレイナノコンポジットの調製方法
6.3.3 PBS/クレイナノコンポジットのモルフォロジ
6.3.4 PBS/クレイナノコンポジットの物性
6.3.5 生分解性
6.3.6 おわりに
6.4 大豆油由来ポリマーナノコンポジット
6.4.1 はじめに
6.4.2 植物油脂-クレイナノコンポジット
6.4.3 植物油脂-シリカナノコンポジット
6.4.4 おわりに

7. Novel preparation of polyester nanocomposites using cyclic oligomers
7.1 Abstract
7.2 Introduction
7.3 Experimental
7.3.1 Materials
7.3.2 Preparation of cyclic oligomers
7.3.3 Preparation of nanocomposites
7.3.4 Characterization
7.4 Results and Discussion
7.5 Conclusion
7.6 Acknowledgement

8. ポリカーボネートナノコンポジット
8.1 ポリカーボネートのナノコンポジット化
8.2 溶融混練法ポリカーボネート/クレイナノコンポジット
8.2.1 クレイの有機化処理とポリカーボネートの分解
8.2.2 層間挿入型ポリカーボネート/クレイナノコンポジット
8.3 ポリカーボネート/クレイナノコンポジットの用途展開

9. ナノコンポジットゲル
9.1 はじめに
9.2 ナノコンポジットゲルの創出
9.3 NCゲルの合成と有機/無機ネットワーク構造の形成
9.4 NCゲルの力学物性と膨潤/収縮特性
9.4.1 力学物性
9.4.2 膨潤/収縮特性
9.5 おわりに

10. ポリマーブレンド系ナノコンポジット
10.1 はじめに
10.2 PPO/PA6ブレンド系ナノコンポジットの調整
10.3 PPO分散相サイズの低減化
10.4 共連続構造の形成
10.5 クレイの分散状態の解析
10.6 モルフォロジーに及ぼすクレイの効果
10.7 おわりに

第2章 その他のナノコンポジット
1. 熱硬化性樹脂系ナノコンポジット
1.1 はじめに
1.2 ナノコンポジットの構造と製造方法
1.3 フェノール樹脂系ナノコンポジット
1.4 エポキシ樹脂系ナノコンポジット
1.5 エポキシ系IPNナノコンポジット
1.6 ポリイミド系ナノコンポジット
1.7 おわりに

2. エラストマー系ナノコンポジット
2.1 はじめに
2.2 in situ重合法を用いたナノコンポジット
2.3 ゾル-ゲル法を用いたナノコンポジット
2.4 直接分散法を用いたナノコンポジット
2.5 層状化合物を用いたナノコンポジット(有機化クレー系ナノコンポジット)
2.5.1 架橋エラストマー系ナノコンポジット
2.5.2 熱可塑性エラストマー(TPE)系ナノコンポジット

3. エポキシ樹脂系ナノハイブリッド材料
3.1 はじめに
3.2 エポキシ樹脂系ナノハイブリッド体の調製
3.3 エポキシ樹脂系ナノハイブリッド体の熱的・力学的性質
3.3.1 ゾル-ゲル法によるハイブリッド体の特性
3.3.2 層状粘土鉱物へのインターカレーションを利用したハイブリッド材料の特性
3.4 おわりに

4. 補強用ナノカーボン調製のためのポリマーブレンド技術
4.1 はじめに
4.2 ポリマーブレンド法によるデザイニングの考え方
4.3 カーボンナノファイバ
4.3.1 非晶質カーボンナノファイバ
4.3.2 高結晶性カーボンナノファイバ
4.4 カーボンナノチューブ
4.5 ポリマーブレンド法のメリットとデメリット
4.6 おわりに

【第2編 応用編―製品と機能】
第1章 耐熱、長期耐久性ポリ乳酸ナノコンポジット
1. はじめに
2. PLAへの耐熱性の付与
3. PLAへの耐久性の付与
4. 耐久グレードPLAの生分解性
5. おわりに

第2章 籠型シルセスキオキサン変性PPE
1. はじめに
2. 籠型シルセスキオキサンの構造と期待特性
3. 籠型シルセスキオキサンによるポリフェニレンエーテル(PPE)の改質
3.1 背景
3.2 籠型シルセスキオキサンによるPPEの改質効果
3.3 難燃性の改善
3.4 溶融流動性の改善
4. おわりに

第3章 Fire retardancy based on polymer layered silicate nanocomposites
1. Introduction
2. The influence of morphology
3. Fire retardancy mechanisms based on layered silicate
3.1 Inert filler and char formation
3.2 Thermal stability
3.3 Viscosity
3.4 Barrier formation
4. Assessment of fire retardancy
5. Future trends

第4章 コンポセラン
1. ゾル-ゲルハイブリッド
2. 分子ハイブリッドの分子設計
3. 融けないプラスチック~エポキシ樹脂系ハイブリッド
4. 強靭な樹脂~フェノール樹脂系ハイブリッド
5. 柔らかいシリカハイブリッド~ウレタン系ハイブリッド
6. イミドに代わる安価エンプラ~アミドイミド系ハイブリッド
7. 無電解めっき可能なイミド(イミド系ハイブリッド)

付録 【論文リスト】
Contents
List
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