炭素材料の構造制御技術のご紹介

〜高結晶・高配向性ポリイミド微粒子の応用〜

厚み方向に分子鎖が配向したポリイミド微粒子(下図1)の焼成により特異な構造が発現
・高比表面積且つ、異方性の高い細孔構造を有する板状微粒子
・厚み方向にグラファイト構造が発達した異方性グラファイト微粒子

目的・背景

高結晶性・高配向性ポリイミド微粒子について(弊社シーズ技術)
分子鎖が厚み方向に高度に配向したポリイミド微粒子(Fig.1)を水のみを媒体に利用した合成プロセスで調製可能
関連する論文
1) High Perform. Polym.,28, 1139, 2015
2) J. Polym. Sci. Part A, 24, 2795, 2015

炭素材料への応用可能性について
ポリイミドはグラファイトシートの前駆体として利用される他、カーボンアロイ触媒としての応用研究がなされるなど、炭素材料の前駆体として多くの研究事例がある。グラファイトシートでは、ポリイミドの分子配向方向にグラファイト構造が発達することが知られていることから、弊社にて開発を進めている特異な構造を有するポリイミド微粒子もまた、炭素化によりユニークな構造発現が期待される。

本技術の特徴

1.高比表面積多孔質カーボンの形成(1000℃焼成)
・比表面積 : 550〜750m2/g
・メソ孔が板状結晶の厚み方向に細長く発達

2.構造異方性グラファイトの形成(2800℃焼成)
・グラファイトが板状微粒子の厚み方向に発達(Fig.3)
・グラファイト化後も形状を維持

KRIからのご提案/今後の展開/期待される成果など

①多孔質カーボンの応用に関する研究(多孔質膜形成、カーボンアロイ触媒等への応用)
②構造異方性グラファイトの応用に関する研究(電池材料、熱伝導材料等への展開)
【特許出願中】