안전한 바카라 사이트 입자와 플라스틱 폼을 잘 균질하게 만드는 방법을 개발했습니다

National Research and Development Corporation, 바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 의장] (이하 "AIST")기능 재료 전산 설계 연구 센터[연구 센터 디렉터 Asai Mihiro] Morita Hiroshi, 연구팀, 다중 레벨 소프트 재료 분석 방법 개발 팀화학 공정 연구 부서[Research Division Head Furuya Takeshi] 계층 구조 자료 프로세스 그룹 Yoda Satoshi, 연구 그룹 책임자기능 화학 연구 부서[연구 부서 이사 Kitamoto Dai] Niino Hiroyuki, 최고 연구원,Nanomaterials Research Division[Research Division Head Sasaki Takeshi] 수석 수석 수석 연구원 Horiuchi Nobu, Electron Microscope Group, 고급 재료 고속 개발 기술 연구 협회 (Koshizuka Kunihiro 회장) (이하 "Admat") (이하 "ADMAT")과 협력하여 플라스틱 (폴리머)을 만들기위한 방법을 개발하기위한 방법을 개발하기위한 방법을 개발하기위한 방법을 개발하기 위해 "Admat"으로 언급 됨)와 협력했습니다 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (이하 "Nedo")

이번에는 컴퓨터 시뮬레이션이 전통적인 버전을 만드는 데 사용되었습니다원자력제와 같은 발포 지점을 시작하는 대신, 우리는 중합체로부터의 폼의 성장과 통합을 효과적으로 억제하는 "항핵 작용제"의 원리에 기초하여 발포 제어의 가능성을 발견했다 또한, 공정 및 측정 기법은 미세 기포 방지제에 의해 미세 기포를 균일하게 분산시키는 발포 플라스틱을 생성 할 수 있음이 입증되었다 고성능 단열재 및 경량 및 고강도 재료와 같은 새로운 재료의 개발에 기여하는 것 외에도 새로운 재료의 연구 및 개발 기간이 상당히 단축 될 것으로 예상됩니다

이 기술의 세부 사항은 2018 년 11 월 26 일부터 27 일까지 Hamamatsu City에서 개최 될 Molding Processing Symposia '18에서 발표 될 것입니다

우리가 지금 입증 한 새로운 원리 인 "핵 제제"의 중합체의 효과

중합체 폼 (발포 폴리머)은 단열재, 쿠션 재료, 방음 재료 및 경량 구조 재료와 같은 응용 분야에서 널리 사용됩니다 전형적인 발포 중합체에서, 이산화탄소와 같은 발포 가스가 중합체의 고압으로 용해 된 후 갑자기 억제 될 때, 용해 될 수없는 가스는 중합체에 기포를 형성한다 그것의 본성은무효율그것은 기포 직경에 크게 의존합니다 상업적으로 이용 가능한 발포 된 폴리머는 일반적으로 수십 ~ 수백 µm의 세포 직경을 가지지 만, 최근 1 µm 미만의 기포를 갖는 발포 된 폴리머 (안전한 바카라 사이트 세포)가 주목을 끌고있다 이론적으로 높은 다공성 및 균일 기포 직경을 가진 안전한 바카라 사이트 세포는 탁월한 절연 성능과 광 투과율을 가질 것이며, Windows의 단열재로서의 개발을위한 글로벌 경쟁이 있습니다 그러나, 높은 다공성과 미세한 균일 한 기포 직경을 모두 달성하기가 어렵고 실용적인 재료는 얻지 못했습니다

핵 생성 제로 탄산 칼슘 또는 실리카와 같은 미세한 입자를 첨가하는 방법은 거품을 미세하게 만드는 것으로 알려져 있습니다 핵 생성 제는 가스가 기포를 형성하는 출발점을 형성하여 미세하고 균일 한 폼을 더 쉽게 형성 할 수 있습니다 그러나 핵 요원은 이론적 관점에서 거의 고려되지 않았으며 비용 제약을 고려하여 엔지니어의 직관과 경험에서 선택됩니다

AIST는 주택 및 기타 지역의 에너지 절약을 촉진하기 위해 조명 전달 절연 재료 및 제조 공정을 개발했습니다 (바카라 하는 법 : 물, 빛을 방출바카라 하는 법 으깬) 및 안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 중합체 혼합 물질의 구조를위한 시뮬레이션 기술 개발 (2010 년 12 월 3 일 AIST의 주요 연구 결과)에서 작업하고 있습니다 AIST와 ADMAT는 계산, 공정 및 측정 기술의 삼위 일체를 통해 중합체 기반 재료의 연구 및 개발 속도를 연구하고 NEDO가 계약 한 "초고속 개발 재단 기술 프로젝트"(2016-2011)에서 기능적 발포 폴리머의 제조 공정을 개발하고 있습니다 이번에는 시뮬레이션이 핵 제제의 설계에 통합되었고, X- 선 컴퓨터 단층 촬영 (X- 선 CT) 및 전자 현미경과 같은 측정 방법을 사용하여 구조적 평가를 수행하여 절연을위한 안전한 바카라 사이트 세포 재료를 개발 하였다

높은 다공성 및 균질 한 발포 구조를 갖는 안전한 바카라 사이트 세포를 실현하기 위해, 우리는 핵 생성 제가 기포의 크기보다 작은 안전한 바카라 사이트 입자로 만들어지며,보다 효과적인 핵 생성 제를 설계해야한다고 생각하며, 우리는 중합체와 핵형 제제 사이의 화학적 상호 작용에 초점을 두어야한다고 믿는다 안전한 바카라 사이트 입자 분산 된 폴리머 모델을 구축하고거친 입자 분자 역학 방법를 사용하여 시뮬레이션되었습니다 중합체의 팽창 속도 (발포 속도) 및 핵 생성 제 및 중합체의 상호 작용 전위의 계수 (ε)는 구조에 영향을 미치는 파라미터로서 사용된다 ε가 높을수록 매력이 강하고 친화력이 높아집니다 또한 시뮬레이션은 다음과 같습니다Octa를 사용하여 수행되었습니다 시뮬레이션의 예는 그림에 나와 있습니다

그림 1 안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 폴리머의 발포 결과 시뮬레이션 결과

시뮬레이션은 중합체와 핵체 형성 제 사이의 친화력이 높고 중합체 발포 속도가 높을 때, 첨가 된 안전한 바카라 사이트 입자의 표면이 아닌 중합체 내부에서 발포가 발생 함을 보여준다 이것은 핵 요원의 기존의 지혜와 기능과는 완전히 다른 결과였습니다

실제 발포 된 폴리머 시스템 으로이 시뮬레이션 결과를 확인하려는 시도가 이루어졌습니다Polymethyl Methacrylate(PMMA)는 다양한 무기 안전한 바카라 사이트 입자가 분산되고 이산화탄소 (CO₂)는 발포 된 중합체를 제조하기 위해 발포 가스로 사용되었다 도 2는 무기 안전한 바카라 사이트 입자의 예로서 팔라듐 (PD) 및 기존의 핵 생성 제로서 실리카 (SIO₂)의 각 안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 PMMA의 발포 구조는 X- 선 CT 및 주사 전자 현미경 (SEM)에 의해 관찰되었다

그림 2 PD 안전한 바카라 사이트 입자 및 SIO2안전한 바카라 사이트 입자를 포함하는 PMMA의 발포 구조 (왼쪽) X- 선 CT 이미지, (오른쪽) SEM 이미지

PD 안전한 바카라 사이트 입자를 포함하는 PMMA 폼거품 비율크게 크지는 않았지만 1 µm 이상의 거친 기포 또는 기포는 거의 없었으며 약 700 nm의 거품이 매우 균질하게 분포되었습니다 또한, 측정 조건은 1 μm 이하의 해상도에서 최적화되고 관찰되었으며, PD 안전한 바카라 사이트 입자의 분포가 균질임을 확인 하였다 한편, 기존의 핵 요원 SIO₂안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 시스템은 약 200 nm의 미세 기포를 함유했지만 10 µm 이상의 거친 기포가 포함되어 있습니다

그림 3은 고해상도 투과 전자 현미경 (HRTEM)에 의한 PD 안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 PMMA 폼의 관찰 이미지를 보여준다 sio₂안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 PMMA 폼에서, 입자가 기포가 접촉하거나 포함하는 많은 구조가 관찰되었으며, 이는 입자가 발포의 출발점임을 시사한다 한편, 관찰 된 안전한 바카라 사이트 입자의 대부분은 중합체 내에 내장되었으며, 입자의 표면에서 기포 나 공극이 발견되지 않았다 이것은 발포가 안전한 바카라 사이트 입자가 아닌 중합체 내에서 발생했음을 나타낸다 이 결과는 중합체와 입자 사이의 친화력이 높을 때 시뮬레이션 결과와 질적으로 일치합니다

그림 3 PD 안전한 바카라 사이트 입자를 포함하는 PMMA 폼의 HRTEM 이미지

또한 PMMA 모노머 및 PD 표면, SIO₂PD는 표면 습윤성 측정 및 분자 역학 시뮬레이션의 SIO입니다₂와 비교하여 PMMA와의 친화력이 높은 것으로 나타났습니다 이 시간에 사용 된 PD 안전한 바카라 사이트 입자와 같은 중합체와의 높은 친화력을 갖는 안전한 바카라 사이트 입자는 기존의 핵 형성 제와 같은 발포의 출발점으로서 기능하지 않는 것으로 추정되며, 중합체로부터 생성 된 거품의 성장 및 경화를 효과적으로 억제하는 "핵 방지제"로 작용한다 "항핵 작용제"는 기포 직경의 분포 (기포의 크기가 어떻게되는지)와 분산 성 (거품이 거품이 얼마나 균일하게 분포되는지)를 제어하는데 효과적이며, 100 Nm 또는 덜 미세 기포를 균일하게 분산시켜야하는 고성능 광선 전송 절연을 달성하기위한 방법이 될 것으로 예상된다

이제, 우리는 다양한 안전한 바카라 사이트 입자를 함유하는 중합체의 발포 및 안전한 바카라 사이트 입자와 폴리머 사이의 상호 작용에 관한 시뮬레이션을 더욱 발전시키고, 실제 발굴 폴리머를 사용하여 시뮬레이션 결과를 보여줍니다 이것은 "항핵 제"및 핵 제제에 대한 설계 지침을 확립 할 것이며, 저렴한 비용으로 미세하고 균질 한 폼을 생산할 수있는 기술을 개발할 것입니다 또한 트리니티를 사용하여 계산 과학을 사용하여 재료 설계, 프로세스 기술을 사용한 샘플 준비 및 측정 기술을 사용한 평가를 수행하여 개발 기간을 단축하여 개발 기간을 단축하는 개발 방법을 개발할 것입니다 이러한 노력을 통해 우리는 광 전송과 높은 단열재를 결합한 재료를 개발하는 것을 목표로합니다

◆ 핵 요원

고압 가스를 사용한 발포 폴리머의 제조 공정에 사용되는 첨가제 구조물이 형성되는 동안, 그것은 거품의 출발점이되며, 기포의 수를 늘리고 더 미세하게 만드는 효과가 있습니다 전형적인 예에는 산화 아연, 활석 (활석), 실리카 등과 같은 무기 분말이 포함되지만 결정질 중합체와 같은 다른 유기물도 사용될 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 거품 비율, 다공성

폴리머가 발포 될 때, 거품 전 중합체의 부피가 거품 비율이라는 값은 거품 비율 (발포 후 중합체의 폴리머/밀도 전 중합체의 밀도)에 의해 결정된다 또한, 확장 된 중합체 부피의 부피의 비율을 나타내는 값은 다공성이고, 다공성은 1- (폼 후 다공성 밀도)/ (폼 전차 밀도)이며, 일반적으로 %로 표현된다 거품 비율 = 1/(1- 포 리티) 사이의 관계[참조로 돌아 가기]

◆ 거친 입자 분자 역학 방법

중합체 재료를 시뮬레이션하는 기술 중 하나 중합체를 구성하는 다수의 단위 (단량체)가 하나의 입자로 처리되고 입자로 구성된 사슬은 하나의 중합체 사슬로 대략적으로 발현되고, 많은 중합체 사슬을 함유하는 시스템으로 시뮬레이션되는 방법[참조로 돌아 가기]

◆ 옥타

이것은 Doi Masao 교수와 Nagoya University의 다른 사람들이 개발 한 폴리머 재료를위한 일반 목적 시뮬레이션 소프트웨어입니다 (개발 당시) (http : //octajp)[참조로 돌아 가기]

◆ Polymethyl Methacrylate

"아크릴 수지"로 알려진 메틸 메타 크릴 레이트의 중합체 광 투과율이 높고 열로 처리하기 쉽고 광학 재료 등의 재료로 널리 사용됩니다 고압 하에서 많은 이산화탄소를 흡수 할 수 있으며 미세 기포로 폼을 쉽게 만들 수 있으므로 종종 안전한 바카라 사이트 세포 발달의 모델 재료로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]