JP2009256617A - Carbon nanocomposite, dispersion liquid and resin composition each containing the same and method for producing carbon nanocomposite - Google Patents

Carbon nanocomposite, dispersion liquid and resin composition each containing the same and method for producing carbon nanocomposite Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon nanocomposite having excellent dispersibility in a solvent or a resin and excellent heat resistance, and to provide a dispersion liquid and a resin composition each of which contains the carbon nanocomposite. <P>SOLUTION: The carbon nanocomposite contains: a carbon nanostructure; and a vinyl polymer which is adsorbed on the carbon nanostructure and contains an imido group-containing constituent unit (preferably, a maleimide monomer unit). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンナノ複合体およびその製造方法に関し、より詳しくは、カーボンナノ構造体とこれに吸着したイミド基含有構成単位を含むビニル系重合体とを含有するカーボンナノ複合体およびその製造方法に関する。また、本発明はこのカーボンナノ複合体を含有する分散液および樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a carbon nanocomposite and a method for producing the same, and more specifically, a carbon nanocomposite containing a carbon nanostructure and a vinyl polymer containing an imide group-containing structural unit adsorbed thereto, and a method for producing the same About. The present invention also relates to a dispersion and a resin composition containing the carbon nanocomposite.

カーボンナノチューブ(CNT)に代表されるカーボンナノ構造体は、熱伝導性、電気伝導性、機械的特性などに優れ、また貯蔵安定性も有することから注目され、例えば、電子デバイス材料、顕微鏡探針、電界放出ディスプレイ用エミッタ、リチウム二次電池負極などの電極材料、燃料電池の拡散層やセパレーター、電界効果トランジスタ、ドラッグデリバリーシステム用材料などの医療用材料、樹脂やセラミックスとの複合材料、分子貯蔵材料などへの用途展開に向けた開発が進められている。しかしながら、カーボンナノ構造体は、ファンデルワールス力により凝集しやすく、溶媒中や樹脂中での分散性が悪いため、前記特性を十分に発揮できないという問題があった。   Carbon nanostructures typified by carbon nanotubes (CNT) are attracting attention because they are excellent in thermal conductivity, electrical conductivity, mechanical properties, etc., and also have storage stability. For example, electronic device materials, microscope probes Electrode materials such as emitters for field emission displays, negative electrodes for lithium secondary batteries, diffusion materials and separators for fuel cells, medical materials such as field effect transistors and drug delivery system materials, composite materials with resins and ceramics, molecular storage Development for application expansion to materials, etc. is underway. However, carbon nanostructures are likely to aggregate due to van der Waals forces and have poor dispersibility in solvents and resins, so that the above characteristics cannot be fully exhibited.

そこで、カーボンナノチューブの溶媒中での分散性を向上させるため、種々の方法が提案されている。例えば、国際公開第2002/016257号パンフレット(特許文献1)には、少なくとも1つのポリマー分子で少なくとも部分的にコーティングされた単層カーボンナノチューブを含む組成物が開示され、前記ポリマーとしてポリビニルピロリドン、ポリスチレンスルホネート、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアリルアミンなどが例示されている。国際公開第2002/076888号パンフレット(特許文献2)には、重合体がカーボンナノチューブ上に吸着した粉末が開示され、前記重合体としてアラビアゴム、カラゲナン、ペクチン、ポリガラクトウロン酸、アルギン酸、キトサンなどの親水性重合体が例示されている。しかしながら、特許文献1の組成物や特許文献2の粉末は、分散性、特に有機溶媒中や樹脂中への分散性が未だ不十分であり、また耐熱性にも劣るものであった。   Therefore, various methods have been proposed to improve the dispersibility of carbon nanotubes in a solvent. For example, WO 2002/016257 (Patent Document 1) discloses a composition comprising single-walled carbon nanotubes at least partially coated with at least one polymer molecule, and the polymer includes polyvinylpyrrolidone, polystyrene. Examples include sulfonate, dextran, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyallylamine, and the like. International Publication No. 2002/076888 (Patent Document 2) discloses a powder in which a polymer is adsorbed on a carbon nanotube. Examples of the polymer include gum arabic, carrageenan, pectin, polygalacturonic acid, alginic acid, chitosan and the like. These hydrophilic polymers are exemplified. However, the composition of Patent Document 1 and the powder of Patent Document 2 are still insufficient in dispersibility, particularly in organic solvents and resins, and inferior in heat resistance.

また、特開2004−2850号公報(特許文献3)には、ナノチューブにポリマーを非共有結合的に結合させてナノチューブを可溶化させる方法が開示され、前記ポリマーとしてポリ(アリーレンエチニリレン)およびポリ(3−デシルチオフェン)が開示されている。しかしながら、この方法により可溶化されたナノチューブにおいてはポリマーの溶媒への溶解性が劣り、溶媒中や樹脂中へのナノチューブの分散性は未だ不十分であった。また、ポリ(3−デシルチオフェン)は融点が低く、耐熱性が不十分であった。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-2850 (Patent Document 3) discloses a method of solubilizing a nanotube by non-covalently bonding a polymer to the nanotube. As the polymer, poly (arylene ethynylylene) and Poly (3-decylthiophene) is disclosed. However, the nanotubes solubilized by this method have poor solubility of the polymer in the solvent, and the dispersibility of the nanotube in the solvent or resin is still insufficient. Poly (3-decylthiophene) had a low melting point and insufficient heat resistance.

さらに、Petar Petrovら、CHEM.COMMUN.、2003年、2904−2905頁(非特許文献1)には、カーボンナノチューブに対して親和性を示すピレニル基を含有するビニル系共重合体とカーボンナノチューブとの複合体が開示されている。しかしながら、このカーボンナノチューブ複合体は溶媒中に良好に分散するものの、耐熱性に劣るものであった。   Further, Petar Petrov et al., CHEM. COMMUN. 2003, p. 2904-2905 (Non-patent Document 1) discloses a composite of a vinyl copolymer containing a pyrenyl group having an affinity for carbon nanotubes and a carbon nanotube. However, although this carbon nanotube composite is well dispersed in the solvent, it is inferior in heat resistance.

カーボンナノチューブ複合体を電気電子部品や自動車部品などの樹脂複合材料に使用する場合には、これらの樹脂複合材料が蓄熱しやすく、放熱特性(熱伝導性)と耐熱性が要求されるため、カーボンナノチューブ複合体は、ポリアリーレンスルフィド、液晶ポリマー、耐熱ポリアミドなどの耐熱に優れた高機能樹脂と混合されるが、従来のカーボンナノチューブ複合体においては、コーティング樹脂がこれらの耐熱性樹脂の溶融温度で熱分解するという問題や、高温での使用環境下においてブリードアウトするといった問題があり、コーティング樹脂の耐熱性を向上させる必要があった。   When carbon nanotube composites are used in resin composite materials such as electrical and electronic parts and automobile parts, these resin composite materials are easy to store heat, and heat dissipation characteristics (thermal conductivity) and heat resistance are required. Nanotube composites are mixed with highly heat-resistant high-performance resins such as polyarylene sulfides, liquid crystal polymers, and heat-resistant polyamides. However, in conventional carbon nanotube composites, the coating resin is at the melting temperature of these heat-resistant resins. There is a problem of thermal decomposition and a problem of bleeding out in a high temperature use environment, and it is necessary to improve the heat resistance of the coating resin.

特開2004−250646号公報(特許文献4)には、耐熱性の高い複合材料として、カーボンナノチューブを熱硬化型イミドオリゴマー中に分散させた後に熱硬化させたポリイミド複合材料が開示されている。このポリイミド複合材料はカーボンナノチューブと熱硬化型ポリイミドとを複合化しているため、耐熱性に優れている。しかしながら、ポリイミドは溶媒に難溶性であるため、ポリイミド複合材料は分散性に劣る傾向にあった。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-250646 (Patent Document 4) discloses a polyimide composite material in which carbon nanotubes are dispersed in a thermosetting imide oligomer and then thermally cured as a composite material having high heat resistance. Since this polyimide composite material is a composite of carbon nanotubes and thermosetting polyimide, it has excellent heat resistance. However, since polyimide is poorly soluble in solvents, polyimide composite materials tend to be inferior in dispersibility.

このため、従来のカーボンナノチューブ複合体では、溶媒中や樹脂中での分散性および耐熱性が未だ不十分であり、分散性および耐熱性により優れたカーボンナノチューブ複合体が求められている。   For this reason, conventional carbon nanotube composites are still insufficient in dispersibility and heat resistance in solvents and resins, and carbon nanotube composites that are superior in dispersibility and heat resistance are being demanded.

国際公開第2002/016257号パンフレットInternational Publication No. 2002/016257 Pamphlet 国際公開第2002/076888号パンフレットInternational Publication No. 2002/076888 Pamphlet 特開2004−2850号公報JP 2004-2850 A 特開2004−250646号公報JP 2004-250646 A

Petar Petrovら、CHEM.COMMUN.、2003年、2904−2905頁Peter Petrov et al., CHEM. COMMUN. 2003, 2904-2905

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、溶媒中や樹脂中での分散性に優れ且つ耐熱性に優れたカーボンナノ複合体、それを含む分散液および樹脂組成物、ならびに前記カーボンナノ複合体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a carbon nanocomposite excellent in dispersibility in a solvent or resin and excellent in heat resistance, a dispersion containing the carbon nanocomposite, and a resin composition And a method for producing the carbon nanocomposite.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、イミド基含有構成単位を含むビニル系重合体を、カーボンナノ構造体に吸着させることにより、溶媒中や樹脂中での分散性に優れ且つ耐熱性に優れたカーボンナノ複合体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have made it possible to disperse in a solvent or resin by adsorbing a vinyl polymer containing an imide group-containing structural unit to a carbon nanostructure. The present inventors have found that a carbon nanocomposite excellent in heat resistance and heat resistance can be obtained and completed the present invention.

すなわち、本発明のカーボンナノ複合体は、カーボンナノ構造体と、前記カーボンナノ構造体に吸着し且つイミド基含有構成単位を含むビニル系重合体とを含有することを特徴とするものである。また、本発明の分散液および樹脂組成物は、本発明のカーボンナノ複合体と溶媒または樹脂とを含有することを特徴とするものである。   That is, the carbon nanocomposite of the present invention is characterized by containing a carbon nanostructure and a vinyl polymer that is adsorbed to the carbon nanostructure and includes an imide group-containing structural unit. In addition, the dispersion and the resin composition of the present invention contain the carbon nanocomposite of the present invention and a solvent or a resin.

前記ビニル系重合体は、さらにイミド基含有構成単位以外のビニル系モノマー単位を含むことが好ましく、熱分解温度は290℃以上であることが好ましい。また、前記イミド基含有構成単位にはマレイミド系モノマー単位が含まれていることが好ましい。また、前記カーボンナノ構造体の平均直径は1μm以下であることが好ましい。   The vinyl polymer preferably further contains a vinyl monomer unit other than the imide group-containing structural unit, and the thermal decomposition temperature is preferably 290 ° C. or higher. The imide group-containing structural unit preferably contains a maleimide monomer unit. The average diameter of the carbon nanostructure is preferably 1 μm or less.

本発明のカーボンナノ複合体において、前記ビニル系重合体の吸着量はカーボンナノ構造体100質量部に対して0.1質量部以上であることが好ましい。   In the carbon nanocomposite of the present invention, the amount of adsorption of the vinyl polymer is preferably 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure.

また、本発明のカーボンナノ複合体の製造方法は、カーボンナノ構造体と、イミド基含有構成単位を含むビニル系重合体とを溶媒中で混合して前記カーボンナノ構造体に前記ビニル系重合体を吸着させることを特徴とする方法である。   Further, the method for producing a carbon nanocomposite of the present invention comprises mixing a carbon nanostructure and a vinyl polymer containing an imide group-containing structural unit in a solvent, and mixing the carbon nanostructure with the vinyl polymer. It is a method characterized by adsorbing.

なお、本発明のカーボンナノ複合体が分散性および耐熱性に優れる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、耐熱性に優れたイミド基を有する環構造が本発明にかかるビニル系重合体に含まれているため、このビニル系重合体を含む本発明のカーボンナノ複合体の耐熱性が高まるものと推察される。また、本発明のカーボンナノ複合体においては、本発明にかかるビニル系重合体がカーボンナノ構造体に吸着するイミド基含有構造単位を有しつつも、その主鎖骨格がビニルポリマー骨格であるため、芳香族ポリイミドに代表されるポリイミドと比較して極性が低い傾向にあり、溶媒や樹脂との親和性が高くなる。このため、前記ビニル系重合体が吸着したカーボンナノ構造体は溶媒中や樹脂中での分散性に優れたものになると推察される。   The reason why the carbon nanocomposite of the present invention is excellent in dispersibility and heat resistance is not necessarily clear, but the present inventors speculate as follows. In other words, since the vinyl polymer according to the present invention contains a ring structure having an imide group having excellent heat resistance, the heat resistance of the carbon nanocomposite of the present invention including this vinyl polymer is increased. Inferred. In the carbon nanocomposite of the present invention, the vinyl polymer according to the present invention has an imide group-containing structural unit that adsorbs to the carbon nanostructure, but the main chain skeleton is a vinyl polymer skeleton. The polarity tends to be lower than that of a polyimide typified by an aromatic polyimide, and the affinity with a solvent or a resin is increased. For this reason, it is surmised that the carbon nanostructure adsorbed by the vinyl polymer is excellent in dispersibility in a solvent or resin.

一方、芳香族ポリイミドに代表されるポリイミドは主鎖にイミド結合が存在するため、運動性が完全に制限され、且つ極性も極めて高くなる。このため、溶媒への溶解性や樹脂との親和性が低くなり、前記ポリイミドが吸着したカーボンナノ構造体の分散性も低下するものと推察される。   On the other hand, a polyimide represented by an aromatic polyimide has an imide bond in the main chain, so that the mobility is completely restricted and the polarity is extremely high. For this reason, it is guessed that the solubility to a solvent and affinity with resin become low, and the dispersibility of the carbon nanostructure which the said polyimide adsorbed also falls.

本発明によれば、溶媒中や樹脂中での分散性に優れ且つ耐熱性に優れたカーボンナノ複合体、それを含む分散液および樹脂組成物を得ることが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain the carbon nanocomposite excellent in the dispersibility in a solvent or resin, and excellent in heat resistance, the dispersion liquid containing the carbon nanocomposite, and the resin composition.

右側は実施例A1で得た高濃度のカーボンナノ複合体のコロイドを示す写真であり、左側は比較例A1で得た高濃度のカーボンナノ構造体のコロイドを示す写真である。The right side is a photograph showing the high concentration carbon nanocomposite colloid obtained in Example A1, and the left side is a photograph showing the high concentration carbon nanostructure colloid obtained in Comparative Example A1.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

<カーボンナノ複合体>
先ず、本発明のカーボンナノ複合体について説明する。本発明のカーボンナノ複合体は、カーボンナノ構造体と、このカーボンナノ構造体に吸着し且つイミド基含有構成単位を含むビニル系重合体(以下、「イミド基含有ビニル系重合体」という)とを含有することを特徴とするものである。
<Carbon nanocomposite>
First, the carbon nanocomposite of the present invention will be described. The carbon nanocomposite of the present invention includes a carbon nanostructure, a vinyl polymer that adsorbs to the carbon nanostructure and includes an imide group-containing constituent unit (hereinafter referred to as “imide group-containing vinyl polymer”), It is characterized by containing.

本発明のカーボンナノ複合体において、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体との吸着は、非共有結合によるものであっても、共有結合によるものであっても、またこれらの組み合わせであってもよいが、カーボンナノ構造体の表面構造を破壊せず、欠陥を形成せず、カーボンナノ構造体が本来有する熱伝導性、電気伝導性および機械的特性などの優れた特性を効果的に発現する傾向にあるという点で少なくとも非共有結合による吸着を含むことが好ましい。   In the carbon nanocomposite of the present invention, the adsorption of the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer may be due to non-covalent bonding, covalent bonding, or the like. Although it may be a combination, it does not destroy the surface structure of the carbon nanostructure, does not form defects, and has excellent properties such as thermal conductivity, electrical conductivity, and mechanical properties inherent to the carbon nanostructure. It is preferable to include at least adsorption by non-covalent bond in that it tends to be effectively expressed.

本発明において「非共有結合による吸着」とは、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体との間に生じる共有結合以外の相互作用による吸着を意味する。このような非共有結合(共有結合以外の相互作用)としては、例えば、ファンデルワールス力、電荷移動相互作用、疎水性相互作用、静電引力、水素結合、π−π相互作用、CH−π相互作用などが挙げられる。前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体との間には、ファンデルワールス力および/または電荷移動相互作用が主に生じると推察されるが、例えば、イミド基含有構成単位がアリール基を含有する場合には、前記ファンデルワールス力および/または前記電荷移動相互作用に加えて、アリール基とカーボンナノ構造体のグラフェン構造とのπ−π相互作用が生じ、また、イミド基含有構成単位がアルキル基を含有する場合には、前記ファンデルワールス力および/または前記電荷移動相互作用に加えて、CH−π相互作用が生じると推察される。このような非共有結合による吸着のうち、ファンデルワールス力、電荷移動相互作用、π−π相互作用、CH−π相互作用を利用するものが好ましい。また、ファンデルワールス力および/または電荷移動相互作用とπ−π相互作用とが隣接して発現するため、イミド基含有構成単位にはアリール基が含まれていることが好ましい。これにより、イミド基含有ビニル系重合体の吸着量が増大し、吸着安定性が向上する。なお、非共有結合による吸着であっても洗浄などによりイミド基含有ビニル系重合体が容易に脱離しない理由は必ずしも定かではないが、本発明のカーボンナノ複合体においては、イミド基含有構成単位のファンデルワールス力などによる作用が強く働いているためと推察される。   In the present invention, “adsorption by non-covalent bond” means adsorption by an interaction other than a covalent bond generated between the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer. Examples of such non-covalent bonds (interactions other than covalent bonds) include, for example, van der Waals force, charge transfer interaction, hydrophobic interaction, electrostatic attraction, hydrogen bond, π-π interaction, and CH-π. Examples include interaction. It is assumed that van der Waals force and / or charge transfer interaction occurs mainly between the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer. For example, the imide group-containing structural unit is aryl. In the case of containing a group, in addition to the van der Waals force and / or the charge transfer interaction, a π-π interaction between the aryl group and the graphene structure of the carbon nanostructure occurs. When the structural unit contains an alkyl group, it is presumed that a CH-π interaction occurs in addition to the van der Waals force and / or the charge transfer interaction. Among such non-covalent adsorption, those using van der Waals force, charge transfer interaction, π-π interaction, and CH-π interaction are preferable. Further, since the van der Waals force and / or the charge transfer interaction and the π-π interaction are expressed adjacent to each other, the imide group-containing structural unit preferably contains an aryl group. Thereby, the adsorption amount of an imide group containing vinyl polymer increases, and adsorption stability improves. Although the reason why the imide group-containing vinyl polymer is not easily detached by washing or the like even if it is adsorption by a non-covalent bond is not necessarily clear, in the carbon nanocomposite of the present invention, the imide group-containing structural unit This is presumed to be due to the strong effects of van der Waals forces.

一方、前記共有結合による吸着は、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とが共有結合を介して吸着するものであれば特に制限されないが、例えば、カーボンナノ構造体に酸処理などを施してカルボキシル基などを導入し、このカルボキシル基を起点にビニル基やハロゲン原子などを導入し、このビニル基やハロゲン原子などを起点としてラジカル重合またはリビングラジカル重合などによりカーボンナノ構造体にイミド基含有ビニル系重合体をグラフト導入したものなどが、前記共有結合により吸着したカーボンナノ複合体として挙げられる。なお、カルボキシル基などを導入したカーボンナノ構造体としては、例えば、CNT社製のCtube200などが挙げられる。また、重合時、溶液加工時、または溶融加工時にラジカル的付加反応により直接カーボンナノ構造体にイミド基含有ビニル系重合体を導入したものも前記共有結合により吸着したカーボンナノ複合体として挙げることができる。   On the other hand, the adsorption by the covalent bond is not particularly limited as long as the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer are adsorbed through the covalent bond. For example, the carbon nanostructure may be acid-treated. Etc. to introduce a carboxyl group, etc., and then introduce a vinyl group or a halogen atom from this carboxyl group as a starting point, and use this vinyl group or halogen atom as a starting point to form a carbon nanostructure by radical polymerization or living radical polymerization. Examples of the carbon nanocomposite adsorbed by the covalent bond include those obtained by grafting an imide group-containing vinyl polymer. In addition, as carbon nanostructure which introduce | transduced the carboxyl group etc., Ctube200 by a CNT company etc. are mentioned, for example. In addition, a carbon nanocomposite adsorbed by the covalent bond may be obtained by introducing an imide group-containing vinyl polymer directly into a carbon nanostructure by radical addition reaction during polymerization, solution processing, or melt processing. it can.

このようなカーボンナノ構造体とイミド基含有ビニル系重合体との吸着は、イミド基含有ビニル系重合体に対する良溶媒中にカーボンナノ複合体を分散させたり、前記良溶媒によりカーボンナノ複合体を洗浄濾過した場合においてもカーボンナノ複合体中に残存していることが好ましい。   Such adsorption of the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer can be achieved by dispersing the carbon nanocomposite in a good solvent for the imide group-containing vinyl polymer, Even when washed and filtered, the carbon nanocomposite preferably remains.

(カーボンナノ構造体)
本発明に用いられるカーボンナノ構造体としては特に制限はなく、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、カーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナノウォール、フラーレン、グラファイト、カーボンフレーク、ナノグラフェン(グラフェンナノリボンなど)、およびこれらの誘導体などが挙げられるが、熱伝導性の向上および機械強度の向上という観点から、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーン、カーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナノウォール、グラファイト、ナノグラフェンなどの異方性カーボンナノ構造体が好ましく、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンナノコーンおよびカーボンナノチューブがより好ましく、カーボンナノファイバーおよびカーボンナノチューブが特に好ましい。これらのカーボンナノ構造体は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(Carbon nanostructure)
The carbon nanostructure used in the present invention is not particularly limited, and carbon nanofiber, carbon nanohorn, carbon nanocone, carbon nanotube, carbon nanocoil, carbon nanowall, fullerene, graphite, carbon flake, nanographene (graphene nanoribbon, etc.) ), And derivatives thereof. From the viewpoint of improving thermal conductivity and mechanical strength, carbon nanofiber, carbon nanohorn, carbon nanocone, carbon nanotube, carbon nanocoil, carbon nanowall, graphite, Anisotropic carbon nanostructures such as nanographene are preferred, carbon nanofibers, carbon nanohorns, carbon nanocones and carbon nanotubes are more preferred Carbon nanofibers and carbon nanotubes are especially preferred. These carbon nanostructures may be used alone or in combination of two or more.

本発明においてカーボンナノ構造体としてカーボンナノチューブおよび/またはカーボンナノファイバーを使用する場合、これらは単層、多層(2層以上)のいずれのものも用いることができ、用途に応じて使い分けたり、併用したりすることができる。   In the present invention, when carbon nanotubes and / or carbon nanofibers are used as the carbon nanostructure, either single-layer or multi-layer (two or more layers) can be used. You can do it.

また、前記カーボンナノ構造体には炭素以外の原子、分子などが含まれていてもよく、必要に応じて金属や他のナノ構造体を内包させてもよい。   The carbon nanostructure may contain atoms, molecules, and the like other than carbon, and may contain a metal or other nanostructure as necessary.

このようなカーボンナノ構造体の平均直径は特に制限されないが、1μm以下が好ましく、800nm以下がより好ましく、500nm以下がさらに好ましく、300nm以下が特に好ましく、200nm以下が最も好ましい。カーボンナノ構造体の平均直径が前記上限を超えると、カーボンナノ複合体を樹脂と混合して樹脂複合材として使用する際に、少量の添加では十分に耐熱性が向上(荷重たわみ温度が上昇、熱線膨張係数が低下)しなかったり、引張強度、衝撃強度などの機械強度が十分に発現しない傾向にある。また、射出成形などのせん断条件下で加工する際にはカーボンナノ複合体がせん断力による配向の影響を受けやすくなる傾向にある。なお、カーボンナノ構造体の平均直径の下限値は特に制限されないが、0.4nmが好ましく、0.5nmがより好ましい。   The average diameter of such a carbon nanostructure is not particularly limited, but is preferably 1 μm or less, more preferably 800 nm or less, further preferably 500 nm or less, particularly preferably 300 nm or less, and most preferably 200 nm or less. When the average diameter of the carbon nanostructure exceeds the upper limit, when the carbon nanocomposite is mixed with a resin and used as a resin composite, the heat resistance is sufficiently improved with a small amount of addition (the deflection temperature under load increases, The thermal expansion coefficient does not decrease), and mechanical strength such as tensile strength and impact strength tends to be insufficient. In addition, when processing under shearing conditions such as injection molding, the carbon nanocomposite tends to be easily affected by orientation due to shearing force. The lower limit value of the average diameter of the carbon nanostructure is not particularly limited, but is preferably 0.4 nm, and more preferably 0.5 nm.

また、前記カーボンナノ構造体のアスペクト比は特に制限されないが、カーボンナノ複合体を樹脂と混合して樹脂複合材として使用する際に少量の添加で引張強度、衝撃強度などの機械強度が向上し、熱線膨張が低下するという観点、さらに、熱伝導性が要求される用途においてはカーボンナノ複合体やこれを含む樹脂複合材の熱伝導性が向上するという観点から、5以上が好ましく、10以上がより好ましく、20以上がさらに好ましくは、40以上が特に好ましく、80以上が最も好ましい。   In addition, the aspect ratio of the carbon nanostructure is not particularly limited, but when the carbon nanocomposite is mixed with a resin and used as a resin composite, mechanical strength such as tensile strength and impact strength can be improved by adding a small amount. From the viewpoint of reducing thermal linear expansion, and in applications where thermal conductivity is required, 5 or more is preferable, and 10 or more is preferable from the viewpoint of improving the thermal conductivity of a carbon nanocomposite or a resin composite material containing the carbon nanocomposite. Is more preferable, 20 or more is more preferable, 40 or more is particularly preferable, and 80 or more is most preferable.

本発明においては、ラマン分光光度計で測定して得られるカーボンナノ構造体のラマンスペクトルのピークのうち、グラフェン構造での炭素原子のずれ振動に起因する約1585cm−1付近に観察されるGバンドと、グラフェン構造にダングリングボンドのような欠陥があると観測される約1350cm−1付近に観察されるDバンドの比(G/D)は特に制限されないが、高熱伝導樹脂材料など高熱伝導性が要求される用途においては、0.1以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、1.0以上がさらに好ましく、3.0以上が特に好ましく、5.0以上が最も好ましい。G/Dが前記下限未満になると熱伝導性が十分に向上しない傾向にある。 In the present invention, among the peaks of the Raman spectrum of the carbon nanostructure obtained by measuring with a Raman spectrophotometer, the G band observed in the vicinity of about 1585 cm −1 due to the displacement vibration of the carbon atom in the graphene structure. The ratio (G / D) of the D band observed in the vicinity of about 1350 cm −1 , where the graphene structure is observed to have defects such as dangling bonds, is not particularly limited, but high thermal conductivity such as a high thermal conductive resin material. Is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, further preferably 1.0 or more, particularly preferably 3.0 or more, and most preferably 5.0 or more. When G / D is less than the lower limit, thermal conductivity tends not to be sufficiently improved.

このようなカーボンナノ構造体は、レーザーアブレーション法、アーク合成法、化学気相成長法(CVD法)、溶融紡糸法などの従来公知の製造方法を用途に応じて適宜選択することにより製造できるが、本発明に用いられるカーボンナノ構造体はこれらの方法により製造されたものに限定されるものではない。   Such a carbon nanostructure can be produced by appropriately selecting a conventionally known production method such as a laser ablation method, an arc synthesis method, a chemical vapor deposition method (CVD method), or a melt spinning method depending on the application. The carbon nanostructures used in the present invention are not limited to those produced by these methods.

(イミド基含有ビニル系重合体)
本発明に用いられるイミド基含有ビニル系重合体は、イミド基含有構成単位を含むものであり、さらにイミド基含有構成単位以外のビニル系モノマー単位(以下、「その他のビニル系モノマー単位」という)を含むことが好ましい。本発明において「モノマー単位」とは、モノマーから誘導された構成単位、またはそれと同じ構造を持つ構成単位を意味する。
(Imide group-containing vinyl polymer)
The imide group-containing vinyl polymer used in the present invention includes an imide group-containing structural unit, and further vinyl-based monomer units other than the imide group-containing structural unit (hereinafter referred to as “other vinyl monomer units”). It is preferable to contain. In the present invention, the “monomer unit” means a structural unit derived from a monomer or a structural unit having the same structure.

前記イミド基含有構成単位としては、下記式(1):   As said imide group containing structural unit, following formula (1):

(式(1)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、Rは水素原子、またはアルキル基、アルキニル基、アラルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基などの1価の有機基を表す)
で表されるマレイミド系モノマー単位、下記式(2):
(In Formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group, and R 3 represents a hydrogen atom, or an alkyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, etc. Represents a monovalent organic group of
A maleimide monomer unit represented by the following formula (2):

(式(2)中、RおよびRはそれぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、Rは水素原子、またはアルキル基、アルキニル基、アラルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基などの1価の有機基を表す)
で表されるグルタルイミド基含有構成単位、および
N−アルケニルイミド単位およびその誘導体単位などが挙げられる。
(In formula (2), R 4 and R 5 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R 6 represents a hydrogen atom, or an alkyl group, an alkynyl group, an aralkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an amino group, etc. Represents a monovalent organic group of
And a N-alkenylimide unit and a derivative unit thereof.

前記マレイミド系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−n−プロピルマレイミド、N−イソプロピルマレイミド、N−n−ブチルマレイミド、N−イソブチルマレイミド、N−tert−ブチルマレイミド、N−n−ペンチルマレイミド、N−n−ヘキシルマレイミド、N−n−ヘプチルマレイミド、N−n−オクチルマレイミドおよびN−n−ドデシルマレイミドといったN−アルキルマレイミド;N−アセチレニルマレイミドおよびN−プロピニルマレイミドといったN−アルキニルマレイミド;N−ベンジルマレイミド、N−メチルベンジルマレイミド、N−フェニルエチルマレイミド、N−フェニルエチルマレイミド、N−ナフチルメチルマレイミド、N−ナフチルエチルマレイミドといったN−アラルキルマレイミド;N−シクロヘキシルマレイミド、N−シクロドデシルマレイミドおよびN−アダマンチルマレイミドに代表されるN−無置換シクロアルキルマレイミド、N−メチルシクロヘキシルマレイミドに代表されるN−置換シクロアルキルマレイミドといったN−シクロアルキルマレイミド;N−フェニルマレイミド、N−ナフチルマレイミド、N−ナフタレニルマレイミド、N−ペリレニルマレイミド、N−ペンタセニルマレイミド、N−ターフェニルマレイミド、N−フェナンスレニルマレイミド、N−テトラセニルマレイミド、N−アントラセニルマレイミドおよびN−ピレニルマレイミドに代表されるN−無置換アリールマレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(2,6−ジエチル)フェニルマレイミド、N−(4−ドデシルフェニル)マレイミド、N−トリルマレイミドおよびN−キシリルマレイミドに代表されるN−アルキル置換アリールマレイミド、N−(4−アミノフェニル)マレイミドに代表されるN−アミノ置換アリールマレイミド、N−アセチレニルフェニルマレイミドおよびN−プロピニルフェニルマレイミドに代表されるN−アルキニル置換アリールマレイミド、N−ビフェニルマレイミドに代表されるN−アリール置換アリールマレイミド、N−o−クロロフェニルマレイミド、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、N−ペンタフルオロフェニルマレイミドおよびN−テトラフルオロフェニルマレイミドに代表されるN−ハロゲン置換アリールマレイミドといったN−アリールマレイミド;N−ピリジルマレイミド、N−3−(2−フェニルピリジル)マレイミド、N−3−(9−アルキルカルバゾイル)マレイミドおよびN−(9−アクリジニル)マレイミドといった複素環で置換されたマレイミド;N,N’−1,4−フェニレンジマレイミド、N,N’−1,3−フェニレンジマレイミドおよび4,4’−ビスマレイミドジフェニルメタンといったビスマレイミド;N−フルオロマレイミド、N−クロロマレイミド、N−ブロモマレイミド、およびN−ヨードマレイミドといったハロゲン化マレイミド;N−アミノマレイミド、N−アセチルマレイミド、N−ヒドロキシマレイミド、N−ヒドロキシメチルマレイミド、N−ヒドロキシエチルマレイミド、N−ヒドロキシフェニルマレイミド、p−カルボキシフェニルマレイミド、N−(2−カルボキシエチル)マレイミド、6−マレイミドカプロン酸、N−t−ブトキシカルボニルマレイミド、3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミド、6−マレイミドヘキサン酸N−ヒドロキシスクシンイミド、3−[2−(2−マレイミドエトキシ)エチルカルバモイル]−2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニロキシ、3−マレイミド安息香酸N−ヒドロキシスクシンイミドなどが挙げられる。これらのマレイミド系モノマーは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、これらのマレイミド系モノマーは、必要に応じてスルホン基やスルホンイミド基などの水溶性の置換基やトリアルコキシシリル基などのシリル基を有していてもよい。さらに、これらのマレイミド系モノマーの塩を使用することもできる。   The maleimide monomer is not particularly limited, and examples thereof include maleimide, N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, Nn-propylmaleimide, N-isopropylmaleimide, Nn-butylmaleimide, N-isobutylmaleimide, N-alkylmaleimides such as N-tert-butylmaleimide, Nn-pentylmaleimide, Nn-hexylmaleimide, Nn-heptylmaleimide, Nn-octylmaleimide and Nn-dodecylmaleimide; N-acetyl N-alkynylmaleimides such as rhenylmaleimide and N-propynylmaleimide; N-benzylmaleimide, N-methylbenzylmaleimide, N-phenylethylmaleimide, N-phenylethylmaleimide, N-naphthylmethylmaleimide, N- N-aralkylmaleimides such as butylethylmaleimide; N-unsubstituted cycloalkylmaleimides typified by N-cyclohexylmaleimide, N-cyclododecylmaleimide and N-adamantylmaleimide, N-substituted cycloalkyls represented by N-methylcyclohexylmaleimide N-cycloalkylmaleimide such as alkylmaleimide; N-phenylmaleimide, N-naphthylmaleimide, N-naphthalenylmaleimide, N-perylenylmaleimide, N-pentacenylmaleimide, N-terphenylmaleimide, N-phenane N-unsubstituted arylmaleimides represented by threnylmaleimide, N-tetracenylmaleimide, N-anthracenylmaleimide and N-pyrenylmaleimide, N- (2-methylphenyl) maleimide, N-alkyl-substituted arylmaleimides represented by-(2,6-diethyl) phenylmaleimide, N- (4-dodecylphenyl) maleimide, N-tolylmaleimide and N-xylylmaleimide, N- (4-aminophenyl) N-amino-substituted arylmaleimide represented by maleimide, N-acetylenylphenylmaleimide represented by N-acetylenylphenylmaleimide and N-alkynyl-substituted arylmaleimide represented by N-propynylphenylmaleimide, N-aryl-substituted arylmaleimide represented by N-biphenylmaleimide N-halogen-substituted arylmaleimides represented by N-o-chlorophenylmaleimide, N- (2,4,6-trichlorophenyl) maleimide, N-pentafluorophenylmaleimide and N-tetrafluorophenylmaleimide N-arylmaleimides; substituted with heterocycles such as N-pyridylmaleimide, N-3- (2-phenylpyridyl) maleimide, N-3- (9-alkylcarbazoyl) maleimide and N- (9-acridinyl) maleimide Maleimides; bismaleimides such as N, N′-1,4-phenylenedimaleimide, N, N′-1,3-phenylenedimaleimide and 4,4′-bismaleimide diphenylmethane; N-fluoromaleimide, N-chloro Halogenated maleimides such as maleimide, N-bromomaleimide, and N-iodomaleimide; N-aminomaleimide, N-acetylmaleimide, N-hydroxymaleimide, N-hydroxymethylmaleimide, N-hydroxyethylmaleimide, N-hydroxyphenylmaleimide, -Carboxyphenylmaleimide, N- (2-carboxyethyl) maleimide, 6-maleimidocaproic acid, Nt-butoxycarbonylmaleimide, 3-maleimidopropionic acid N-hydroxysuccinimide, 6-maleimidohexanoic acid N-hydroxysuccinimide, 3 -[2- (2-maleimidoethoxy) ethylcarbamoyl] -2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy, 3-maleimidobenzoic acid N-hydroxysuccinimide and the like. These maleimide monomers may be used alone or in combination of two or more. Further, these maleimide monomers may have a water-soluble substituent such as a sulfone group or a sulfonimide group or a silyl group such as a trialkoxysilyl group, if necessary. Furthermore, salts of these maleimide monomers can also be used.

前記グルタルイミド基としては特に制限はないが、例えば、グルタルイミド、N−メチルグルタルイミド、N−エチルグルタルイミド、N−n−プロピルグルタルイミド、N−イソプロピルグルタルイミド、N−n−ブチルグルタルイミド、N−イソブチルグルタルイミド、N−tert−ブチルグルタルイミド、N−n−ペンチルグルタルイミド、N−n−ヘキシルグルタルイミド、N−n−ヘプチルグルタルイミド、N−n−オクチルグルタルイミドおよびN−n−ドデシルグルタルイミドといったN−アルキルグルタルイミド;N−アセチレニルグルタルイミドおよびN−プロピニルグルタルイミドといったN−アルキニルグルタルイミド;N−ベンジルグルタルイミドおよびN−メチルベンジルグルタルイミドといったN−アラルキルグルタルイミド;N−シクロヘキシルグルタルイミドに代表されるN−無置換シクロアルキルグルタルイミド、N−メチルシクロヘキシルグルタルイミドに代表されるN−置換シクロアルキルグルタルイミドといったN−シクロアルキルグルタルイミド;N−フェニルグルタルイミド、N−ナフチルグルタルイミド、N−アントラセニルグルタルイミドおよびN−ピレニルグルタルイミドに代表されるN−無置換アリールグルタルイミド、N−トリルグルタルイミドおよびN−キシリルグルタルイミドに代表されるアルキル置換アリールグルタルイミド、N−(4−アミノフェニル)グルタルイミドに代表されるN−アミノ置換アリールグルタルイミド、N−アセチレニルフェニルグルタルイミドおよびN−プロピニルフェニルグルタルイミドに代表されるN−アルキニル置換アリールグルタルイミド、N−ビフェニルグルタルイミドに代表されるN−アリール置換アリールグルタルイミド、N−(2−クロロフェニル)グルタルイミド、N−(2−ブロモフェニル)グルタルイミド、N−(2,6−ジクロロフェニル)グルタルイミド、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)グルタルイミド、N−(2,6−ジブロモフェニル)グルタルイミド、N−(2,4,6−トリブロモフェニル)グルタルイミド、N−ペンタフルオロフェニルグルタルイミドおよびN−テトラフルオロフェニルグルタルイミドに代表されるN−ハロゲン置換アリールグルタルイミドといったN−アリールグルタルイミド;N−フルオログルタルイミド、N−クロログルタルイミド、N−ブロモグルタルイミドおよびN−ヨードグルタルイミドといったハロゲン化グルタルイミドなどが挙げられる。これらのグルタルイミド基は1種が単独で含まれていても2種以上が含まれていてもよい。これらのうち、N−アリールグルタルイミドが好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as said glutarimide group, For example, glutarimide, N-methyl glutarimide, N-ethyl glutarimide, Nn-propyl glutarimide, N-isopropyl glutarimide, Nn-butyl glutarimide N-isobutylglutarimide, N-tert-butylglutarimide, Nn-pentylglutarimide, Nn-hexylglutarimide, Nn-heptylglutarimide, Nn-octylglutarimide and Nn N-alkyl glutarimides such as dodecyl glutarimide; N-alkynyl glutarimides such as N-acetylenyl glutarimide and N-propynyl glutarimide; N-aralkyls such as N-benzyl glutarimide and N-methylbenzyl glutarimide Glutarimide; N-cycloalkyl glutarimide such as N-unsubstituted cycloalkyl glutarimide represented by N-cyclohexyl glutarimide and N-substituted cycloalkyl glutarimide represented by N-methylcyclohexyl glutarimide; N-phenyl glutar N-unsubstituted aryl glutarimide, represented by N-naphthyl glutarimide, N-anthracenyl glutarimide and N-pyrenyl glutarimide, N-tolyl glutarimide and N-xylyl glutarimide Alkyl-substituted arylglutarimide, N-aminosubstituted arylglutarimide represented by N- (4-aminophenyl) glutarimide, N-acetylenylphenylglutarimide and N-propynylphenylglutarimide N-alkynyl-substituted aryl glutarimide represented by N, N-aryl-substituted aryl glutarimide represented by N-biphenyl glutarimide, N- (2-chlorophenyl) glutarimide, N- (2-bromophenyl) glutarimide N- (2,6-dichlorophenyl) glutarimide, N- (2,4,6-trichlorophenyl) glutarimide, N- (2,6-dibromophenyl) glutarimide, N- (2,4,6- N-arylglutarimides such as tribromophenyl) glutarimide, N-pentafluorophenylglutarimide and N-halogen-substituted arylglutarimides represented by N-tetrafluorophenylglutarimide; N-fluoroglutarimide, N-chloroglutar Imide, N-bromogluta Halogenated glutarimide such as ruimide and N-iodoglutarimide. These glutarimide groups may be included singly or in combination of two or more. Of these, N-arylglutarimide is preferred.

前記N−アルケニルイミドおよびその誘導体としては特に制限はないが、例えば、N−ビニルコハク酸イミド、N−ビニルフタルイミド、N−ビニルカルバゾールおよび1−ビニルイミダゾールなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Although there is no restriction | limiting in particular as said N-alkenylimide and its derivative (s), For example, N-vinyl succinimide, N-vinyl phthalimide, N-vinyl carbazole, 1-vinyl imidazole, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体おいて、このようなイミド基含有構成単位は1種が単独で含まれていても2種以上が含まれていてもよい。また、これらのイミド基含有構成単位のうち、カーボンナノ構造体の分散性の向上および耐熱性の向上という観点から、マレイミド系モノマー単位が好ましく、マレイミドモノマー単位、N−シクロアルキルマレイミドモノマー単位、N−アリールマレイミドモノマー単位、複素環で置換されたマレイミドモノマー単位、およびN−アルキルマレイミドモノマー単位のうちの少なくとも1種がより好ましく、N−アリールマレイミドモノマー単位が特に好ましい。N−アリールマレイミドモノマー単位を含むイミド基含有ビニル系重合体を用いるとファンデルワールス力および/または電荷移動相互作用とπ−π相互作用とが発現すると推察され、イミド基含有ビニル系重合体の吸着量および吸着安定性が向上する。   In the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention, such an imide group-containing structural unit may be contained singly or in combination of two or more. Of these imide group-containing structural units, maleimide monomer units are preferred from the viewpoint of improving dispersibility and heat resistance of the carbon nanostructure, and maleimide monomer units, N-cycloalkylmaleimide monomer units, N At least one of an arylmaleimide monomer unit, a maleimide monomer unit substituted with a heterocyclic ring, and an N-alkylmaleimide monomer unit is more preferable, and an N-arylmaleimide monomer unit is particularly preferable. When an imide group-containing vinyl polymer containing an N-arylmaleimide monomer unit is used, it is assumed that van der Waals force and / or charge transfer interaction and π-π interaction are expressed. Adsorption amount and adsorption stability are improved.

本発明にかかるその他のビニル系モノマーとしては、イミド基含有重合体の有機溶媒や水といった各種溶媒への溶解性や各種樹脂との親和性が向上するという観点においては不飽和カルボン酸エステルモノマー、シアン化ビニル系モノマー、芳香族ビニル系モノマー、不飽和カルボン酸モノマー、その酸無水物およびその誘導体、エポキシ基含有ビニル系モノマー、オキサゾリン基含有ビニル系モノマー、アミノ基含有ビニル系モノマー、アミド基含有ビニル系モノマー、ヒドロキシル基含有ビニル系モノマー、ポリアルキレングリコール基含有ビニル系モノマー、シロキサン構造含有ビニル系モノマー、シリル基含有ビニル系モノマー、カチオン性ビニル系モノマーおよびアニオン性ビニル系モノマーが好ましい。中でも、例えば、本発明のカーボンナノ複合体を、ポリフェニレンスルフィドなどのポリアリーレンスルフィドやポリエステル、ポリアミドといった樹脂と混合する際のカーボンナノ複合体の分散性が向上するという観点においては不飽和カルボン酸モノマー、その酸無水物およびその誘導体、エポキシ基含有ビニル系モノマー、オキサゾリン基含有ビニル系モノマーがより好ましく、アルカンやエーテルなどの無極性溶媒へのカーボンナノ複合体の分散性の向上という観点においてはシロキサン構造含有ビニル系モノマーおよびシリル基含有ビニル系モノマーがより好ましい。また、水やアルコールなどの高極性溶媒中にカーボンナノ複合体を高度に分散させるという観点においては不飽和カルボン酸モノマー、その酸無水物およびその誘導体、アミノ基含有ビニル系モノマー、アミド基含有ビニル系モノマー、ヒドロキシル基含有ビニル系モノマー、ポリアルキレングリコール基含有ビニル系モノマー、カチオン性ビニル系モノマー、アニオン性ビニル系モノマーなどがより好ましい。これらのその他のビニル系モノマーは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Other vinyl monomers according to the present invention include unsaturated carboxylic acid ester monomers in terms of improving the solubility in various solvents such as organic solvents and water of the imide group-containing polymer and the affinity with various resins, Vinyl cyanide monomer, aromatic vinyl monomer, unsaturated carboxylic acid monomer, acid anhydride and derivative thereof, epoxy group-containing vinyl monomer, oxazoline group-containing vinyl monomer, amino group-containing vinyl monomer, amide group-containing Vinyl monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, polyalkylene glycol group-containing vinyl monomers, siloxane structure-containing vinyl monomers, silyl group-containing vinyl monomers, cationic vinyl monomers and anionic vinyl monomers are preferred. Among them, for example, in view of improving the dispersibility of the carbon nanocomposite when mixing the carbon nanocomposite of the present invention with a resin such as polyarylene sulfide such as polyphenylene sulfide, polyester or polyamide, an unsaturated carboxylic acid monomer , Its acid anhydrides and derivatives thereof, epoxy group-containing vinyl monomers, and oxazoline group-containing vinyl monomers are more preferable. From the viewpoint of improving the dispersibility of carbon nanocomposites in nonpolar solvents such as alkanes and ethers, siloxane Structure-containing vinyl monomers and silyl group-containing vinyl monomers are more preferred. Further, from the viewpoint of highly dispersing the carbon nanocomposite in a highly polar solvent such as water or alcohol, unsaturated carboxylic acid monomers, acid anhydrides and derivatives thereof, amino group-containing vinyl monomers, amide group-containing vinyls. More preferred are monomer based monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, polyalkylene glycol group-containing vinyl monomers, cationic vinyl monomers, anionic vinyl monomers and the like. These other vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明においては、前記その他のビニル系モノマー以外にも、例えば、オレフィン系モノマー、ハロゲン化ビニル系モノマー、カルボン酸不飽和エステルモノマー、ビニルエーテルモノマーなどのビニル系モノマーを用いることもできる。これらのビニル系モノマーも1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   In the present invention, in addition to the other vinyl monomers, for example, vinyl monomers such as olefin monomers, vinyl halide monomers, carboxylic acid unsaturated ester monomers, and vinyl ether monomers can be used. These vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

前記不飽和カルボン酸エステルモノマーとしては特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、および(メタ)アクリル酸シクロヘキシルといった(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸クロロメチルおよび(メタ)アクリル酸2−クロロエチルに代表される(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステルなどが挙げられる。   The unsaturated carboxylic acid ester monomer is not particularly limited, and examples thereof include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid halogens represented by (meth) acrylic acid alkyl esters such as n-hexyl (meth) acrylate and cyclohexyl (meth) acrylate, chloromethyl (meth) acrylate and 2-chloroethyl (meth) acrylate Alkylated esters and the like.

また、前記シアン化ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エタクリロニトリルなどが挙げられる。前記芳香族ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、o−エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−メチルスチレン、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、クロロスチレン、およびブロモスチレンなどが挙げられる。   The vinyl cyanide monomer is not particularly limited, and examples thereof include acrylonitrile, methacrylonitrile, ethacrylonitrile and the like. Although there is no restriction | limiting in particular as said aromatic vinyl type monomer, For example, styrene, alpha-methyl styrene, vinyl toluene, o-ethyl styrene, pt-butyl styrene, p-methyl styrene, styrene sulfonic acid, styrene sulfonic acid Examples include sodium, chlorostyrene, and bromostyrene.

前記不飽和カルボン酸モノマーとしては特に制限はないが、例えば、アクリル酸、メタクリル酸およびクロトン酸といった不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、メチルマレイン酸、メチルフマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、テトラヒドロフタル酸、エンドビシクロ−(2,2,1)−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸、メチル−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、およびメチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸といった不飽和ジカルボン酸、ならびにマレイン酸モノメチルおよびマレイン酸モノエチルに代表される不飽和ジカルボン酸のモノアルキルエステルなどが挙げられる。また、酸無水物としては特に制限はないが、例えば、無水マレイン酸、無水フマル酸、無水イタコン酸、無水クロトン酸、メチル無水マレイン酸、メチル無水フマル酸、無水メサコン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、エンドビシクロ−(2,2,1)−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸無水物、メチル−1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、およびメチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などの不飽和ジカルボン酸無水物などが挙げられる。さらに、誘導体としては特に制限はないが、例えば、不飽和カルボン酸モノマーの金属塩、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸エチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−ジブチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸3−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3−ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸フェニルアミノエチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルアミノエチルといった(メタ)アクリル酸のアルキルエステル誘導体類などが挙げられる。   The unsaturated carboxylic acid monomer is not particularly limited. For example, unsaturated monocarboxylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, methylmaleic acid, methylfumaric acid, mesaconic acid, Citraconic acid, glutaconic acid, tetrahydrophthalic acid, endobicyclo- (2,2,1) -5-heptene-2,3-dicarboxylic acid, methyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalic acid, 5-norbornene- And unsaturated dicarboxylic acids such as 2,3-dicarboxylic acid and methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid, and monoalkyl esters of unsaturated dicarboxylic acids represented by monomethyl maleate and monoethyl maleate . The acid anhydride is not particularly limited. For example, maleic anhydride, fumaric anhydride, itaconic anhydride, crotonic acid, methyl maleic anhydride, methyl fumaric anhydride, mesaconic anhydride, citraconic anhydride, anhydrous Glutaconic acid, tetrahydrophthalic anhydride, endobicyclo- (2,2,1) -5-heptene-2,3-dicarboxylic anhydride, methyl-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride, 5-norbornene -2,3-dicarboxylic acid anhydride, and unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride. Furthermore, the derivative is not particularly limited, and examples thereof include metal salts of unsaturated carboxylic acid monomers, t-butyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, (meth ) 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, ethylaminopropyl (meth) acrylate, 2-dibutylaminoethyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, Examples include alkyl ester derivatives of (meth) acrylic acid such as 3-diethylaminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl (meth) acrylate, and cyclohexylaminoethyl (meth) acrylate.

前記エポキシ基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、マレイン酸グリシジル、フマル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、クロトン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル、グルタコン酸グリシジルといった不飽和カルボン酸のグリシジルエステル、p−グリシジルスチレン、アリルグリシジルエーテルおよびスチレン−p−グリシジルエーテルなどが挙げられる。   The epoxy group-containing vinyl monomer is not particularly limited. For example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl ethacrylate, glycidyl maleate, glycidyl fumarate, glycidyl itaconate, glycidyl crotonate, glycidyl citraconic acid, glutaconate Examples thereof include glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids such as glycidyl acid, p-glycidyl styrene, allyl glycidyl ether, and styrene-p-glycidyl ether.

前記オキサゾリン基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、2−イソプロペニル−オキサゾリン、2−ビニル−オキサゾリン、5−メチル−2−ビニル−オキサゾリン、2−イソプロぺニル−オキサゾリン、2−アクロイル−オキサゾリン、2−スチリル−オキサゾリン、4,4−ジメチル−2−ビニル−オキサゾリン、および4,4−ジメチル−2−イソプロペニル−オキサゾリンなどが挙げられる。   The oxazoline group-containing vinyl monomer is not particularly limited, and examples thereof include 2-isopropenyl-oxazoline, 2-vinyl-oxazoline, 5-methyl-2-vinyl-oxazoline, 2-isopropenyl-oxazoline, 2- Examples include acroyl-oxazoline, 2-styryl-oxazoline, 4,4-dimethyl-2-vinyl-oxazoline, and 4,4-dimethyl-2-isopropenyl-oxazoline.

前記アミノ基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、N−ビニルジエチルアミンおよびN−アセチルビニルアミンといったビニルアミン系誘導体類、アリルアミン、メタアリルアミンおよびN−メチルアリルアミンに代表されるアリルアミン系誘導体類、ならびにp−アミノスチレンに代表されるアミノスチレン類などが挙げられる。   The amino group-containing vinyl monomer is not particularly limited, and examples thereof include vinylamine derivatives such as N-vinyldiethylamine and N-acetylvinylamine, and allylamine derivatives represented by allylamine, methallylamine and N-methylallylamine. And aminostyrenes represented by p-aminostyrene.

前記アミド基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミドおよびN−フェニル(メタ)アクリルアミドといったアクリルアミド類などが挙げられる。また、N−ビニル−2−ピロリドンといったアミド基含有ビニル系モノマー類縁体も用いることができる。   The amide group-containing vinyl monomer is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, butoxymethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide and N-phenyl (meth) ) Acrylamides such as acrylamide. Also, an amide group-containing vinyl monomer analog such as N-vinyl-2-pyrrolidone can be used.

前記ヒドロキシル基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5,6−ペンタヒドロキシヘキシル、(メタ)アクリル酸2,3,4,5−テトラヒドロキシペンチルといった(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、3−ヒドロキシ−1−プロペン、4−ヒドロキシ−1−ブテン、シス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、トランス−4−ヒドロキシ−2−ブテン、3−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロペン、シス−5−ヒドロキシ−2−ペンテン、トランス−5−ヒドロキシ−2−ペンテンおよび4−ジヒドロキシ−2−ブテンといったヒドロキシアルケンなどが挙げられる。前記ポリアルキレングリコール基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   The hydroxyl group-containing vinyl monomer is not particularly limited. For example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2,3,4,5, (meth) acrylate (Meth) acrylic acid hydroxyalkyl esters such as 6-pentahydroxyhexyl, (meth) acrylic acid 2,3,4,5-tetrahydroxypentyl, 3-hydroxy-1-propene, 4-hydroxy-1-butene, cis- 4-hydroxy-2-butene, trans-4-hydroxy-2-butene, 3-hydroxy-2-methyl-1-propene, cis-5-hydroxy-2-pentene, trans-5-hydroxy-2-pentene and And hydroxyalkenes such as 4-dihydroxy-2-butene. Although there is no restriction | limiting in particular as said polyalkylene glycol group containing vinyl-type monomer, For example, polyethyleneglycol (meth) acrylate etc. are mentioned.

前記シロキサン構造含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、α−メチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α−エチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α−プロピル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α−ブチル−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α−メトキシ−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、およびα−エトキシ−ω−(3−メタクリロキシプロピル)ポリジメチルシロキサンといった(メタ)アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサンなどが挙げられる。   The siloxane structure-containing vinyl monomer is not particularly limited, and examples thereof include α-methyl-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane and α-ethyl-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane. , Α-propyl-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane, α-butyl-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane, α-methoxy-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethyl Examples include siloxane and (meth) acryloxy group-containing organopolysiloxanes such as α-ethoxy-ω- (3-methacryloxypropyl) polydimethylsiloxane.

前記シリル基含有ビニル系モノマーとしては特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸メチルジエトキシシリルプロピル、(メタ)アクリル酸メチルジエトキシシリルプロピル、および(メタ)アクリル酸メチルジエトキシシリルプロピルといったアルコキシシリル基含有(メタ)アクリル酸エステル;トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランおよびp−スチリルトリメトキシシランといったアルコキシシリル基含有ビニルモノマー;ビニルトリクロルシランに代表されるビニル基を含有し酸素原子を含まないシラン化合物などが挙げられる。   The silyl group-containing vinyl monomer is not particularly limited. For example, trimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, triethoxysilylpropyl (meth) acrylate, methyldiethoxysilylpropyl (meth) acrylate, (meth ) Alkoxysilyl group-containing (meth) acrylates such as methyldiethoxysilylpropyl acrylate and methyldiethoxysilylpropyl (meth) acrylate; trimethoxysilylstyrene, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane and p-styryl Examples include an alkoxysilyl group-containing vinyl monomer such as trimethoxysilane; a silane compound containing a vinyl group typified by vinyltrichlorosilane and not containing an oxygen atom.

前記オレフィン系モノマーとしてはエチレン、プロピレン、ブテン、イソブテン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、2−エチル−1−ブテン、2−エチル−2−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、2−メチル−2−ペンテン、2−エチル−1−ペンテン、2−エチル−2−ペンテン、2−メチル−1−ヘキセン、2−メチル−2−ヘキセン、2−エチル−1−ヘキセン、1−メチル−1−ヘプテン、イソオクテン、2−メチル−1−オクテン、イソプレン、ネオプレン、ブタジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネンおよび環状オレフィンなどが挙げられ、前記ハロゲン化ビニル系モノマーとしては塩化ビニルなどが挙げられる。前記カルボン酸不飽和エステルモノマーとしては酢酸ビニルおよび酢酸イソプロぺニルなどが挙げられ、前記ビニルエーテルモノマーとしてはビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなどが挙げられる。前記カチオン性ビニル系モノマーとしてはジアリルジメチルアンモニウム塩酸塩、アリルイミン塩酸塩、アリルアミン塩酸塩などが挙げられ、前記アニオン性ビニル系モノマーとしてはスチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸リチウムなどが挙げられる。   Examples of the olefin monomer include ethylene, propylene, butene, isobutene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, 2-ethyl-1-butene, 2-ethyl-2-butene and 2-methyl- 1-pentene, 2-methyl-2-pentene, 2-ethyl-1-pentene, 2-ethyl-2-pentene, 2-methyl-1-hexene, 2-methyl-2-hexene, 2-ethyl-1- Examples include hexene, 1-methyl-1-heptene, isooctene, 2-methyl-1-octene, isoprene, neoprene, butadiene, dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, and cyclic olefin. The vinyl halide monomer is vinyl chloride. Etc. Examples of the carboxylic acid unsaturated ester monomer include vinyl acetate and isopropenyl acetate, and examples of the vinyl ether monomer include vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether. Examples of the cationic vinyl monomer include diallyldimethylammonium hydrochloride, allylimine hydrochloride, and allylamine hydrochloride. Examples of the anionic vinyl monomer include styrene sulfonic acid, sodium styrene sulfonate, and lithium styrene sulfonate. It is done.

本発明に用いられるイミド基含有ビニル系重合体の数平均分子量は特に制限されないが、0.1万以上が好ましく、カーボンナノ構造体表面への吸着量および吸着安定性が向上するという観点から、0.3万以上がより好ましく、0.5万以上が特に好ましい。また、イミド基含有ビニル系重合体の数平均分子量は500万以下が好ましく、100万以下がより好ましく、50万以下が特に好ましい。イミド基含有ビニル系重合体の数平均分子量が前記上限を超えると流動性が低下しやすい傾向にある。さらに、イミド基含有ビニル系重合体の分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)は特に制限されず、単分散であっても多峰分散であってもよいが、得られるカーボンナノ複合体の耐熱性の向上という観点においては限りなく1に近い値が好ましい。   The number average molecular weight of the imide group-containing vinyl polymer used in the present invention is not particularly limited, but preferably 10,000 or more, from the viewpoint of improving the adsorption amount and adsorption stability on the carbon nanostructure surface, More than 30,000 is more preferable, and 5,000 or more is particularly preferable. The number average molecular weight of the imide group-containing vinyl polymer is preferably 5 million or less, more preferably 1 million or less, and particularly preferably 500,000 or less. When the number average molecular weight of the imide group-containing vinyl polymer exceeds the upper limit, the fluidity tends to be lowered. Furthermore, the molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) of the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited, and may be monodispersed or multimodal. In view of improving heat resistance, a value close to 1 is preferable.

本発明において、イミド基含有ビニル系重合体中のイミド基含有構成単位の含有率は特に制限されず、100質量%でもよいが、溶媒への溶解性の向上という観点から99質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、90質量%以下がさらに好ましい。また、イミド基含有構成単位の含有率は0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上が特に好ましく、5質量%以上が最も好ましい。イミド基含有構成単位の含有率が前記下限未満になるとカーボンナノ構造体への非共有結合量(吸着量)が減少したり、非共有結合安定性(吸着安定性)が低下しやすい傾向にあり、また、得られるカーボンナノ複合体やこれを含む樹脂複合材の耐熱性が低下しやすい傾向にある。なお、イミド基含有ビニル系重合体中のイミド基含有構成単位の割合はH−NMR測定によって求めることができる
本発明に用いられるイミド基含有ビニル系重合体は、溶媒との親和性およびカーボンナノ構造体との親和性の双方に優れており、カーボンナノ構造体との吸着性、特に吸着安定性に優れるとともに、得られるカーボンナノ複合体は分散性に優れている。
In the present invention, the content of the imide group-containing structural unit in the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited and may be 100% by mass, but is preferably 99% by mass or less from the viewpoint of improving the solubility in a solvent. 95 mass% or less is more preferable, and 90 mass% or less is still more preferable. The content of the imide group-containing structural unit is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, particularly preferably 2% by mass or more, and 5% by mass or more. Is most preferred. If the content of the imide group-containing structural unit is less than the lower limit, the amount of non-covalent bonds (adsorption amount) to the carbon nanostructure tends to decrease or the non-covalent bond stability (adsorption stability) tends to decrease. In addition, the heat resistance of the obtained carbon nanocomposite and the resin composite material containing the carbon nanocomposite tends to decrease. Incidentally, an imido group-containing vinyl polymer of imide group ratio of containing structural units 1 H-NMR imide group-containing vinyl used in the present invention can be determined by measuring polymer affinity with solvent and carbon The carbon nanocomposites are excellent in both affinity with the nanostructures, adsorbing with the carbon nanostructures, particularly adsorbing stability, and the resulting carbon nanocomposites are excellent in dispersibility.

前記イミド基含有ビニル系重合体の製造方法としては特に制限はないが、以下の方法が挙げられる。例えば、イミド基含有ビニル系重合体がマレイミド系モノマー単位を含む場合には、マレイミド系モノマーおよび必要に応じてその他のビニル系モノマーを(共)重合する方法;α,β−不飽和カルボン酸無水物、α,β−不飽和カルボン酸およびα,β−不飽和カルボン酸エステルのうち少なくとも1種のモノマーを(共)重合した後、得られた(共)重合体と、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、t−ブチルアミン、アニリン、9−(アミノメチル)アントラセン、2−アミノメチルアントラセン、1−ピレンアミンおよび1−ピレンメチルアミンなどの第1級アミンとを反応させて無水マレイン酸基をイミド化する方法が挙げられる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the said imide group containing vinyl polymer, The following method is mentioned. For example, when the imide group-containing vinyl polymer contains a maleimide monomer unit, a method of (co) polymerizing maleimide monomers and other vinyl monomers as required; α, β-unsaturated carboxylic anhydride Product, α, β-unsaturated carboxylic acid and α, β-unsaturated carboxylic acid ester (co) polymerize at least one monomer, and then obtain (co) polymer, ammonia, methylamine, Primary amines such as ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, t-butylamine, aniline, 9- (aminomethyl) anthracene, 2-aminomethylanthracene, 1-pyreneamine and 1-pyrenemethylamine; And a method of imidizing a maleic anhydride group.

また、イミド基含有ビニル系重合体がグルタルイミド基含有構成単位を含む場合には、例えば、特公昭64−2603号公報、特公平4−61007号公報、特許第2561043号公報などに記載の方法により製造することができる。イミド基含有ビニル系重合体がアルケニルイミド単位を含有する場合には、例えば、N−アルケニルイミドを(共)重合させることにより製造することができる。   When the imide group-containing vinyl polymer contains a glutarimide group-containing constitutional unit, for example, the method described in JP-B No. 64-2603, JP-B No. 4-61007, Japanese Patent No. 2561043, etc. Can be manufactured. When the imide group-containing vinyl polymer contains an alkenylimide unit, it can be produced, for example, by (co) polymerizing N-alkenylimide.

これら(共)重合における反応連鎖の伝達媒体としては特に制限はないが、ラジカルやイオンが挙げられる。また、分子量分布の狭いイミド基含有ビニル系重合体が得られるという観点からリビング重合も好ましい。これらのうち、ラジカル重合またはリビングラジカル重合がより好ましく、工業性の観点からラジカル重合が特に好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular as a transmission medium of the reaction chain in these (co) polymerization, A radical and an ion are mentioned. Living polymerisation is also preferred from the viewpoint of obtaining an imide group-containing vinyl polymer having a narrow molecular weight distribution. Of these, radical polymerization or living radical polymerization is more preferable, and radical polymerization is particularly preferable from the industrial viewpoint.

ラジカル重合やイオン重合における重合方法については特に制限はなく、例えば、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、分散重合などの公知の重合方法を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができ、回分式、連続式のいずれの重合方法でもよい。また、無水マレイン酸基をイミド化してマレイミド系モノマー単位を含有する重合体を製造する場合には、例えば、塊状重合、溶液重合または塊状懸濁重合などにより無水マレイン酸基含有重合体を調製した後、塊状状態、溶液状態または懸濁状態で無水マレイン酸基をイミド化することより、目的の重合体を得ることができる。   The polymerization method in radical polymerization or ionic polymerization is not particularly limited, and for example, known polymerization methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and dispersion polymerization may be used alone or in combination of two or more. Either a batch type or a continuous type polymerization method may be used. In the case of producing a polymer containing a maleimide monomer unit by imidizing a maleic anhydride group, for example, a maleic anhydride group-containing polymer was prepared by bulk polymerization, solution polymerization or bulk suspension polymerization. Thereafter, the target polymer can be obtained by imidizing maleic anhydride groups in a bulk state, a solution state or a suspension state.

また、前記イミド基含有ビニル系重合体の製造の際には、従来公知の重合開始剤、連鎖移動剤、触媒、分散安定剤および溶媒などを用いることができる。   In the production of the imide group-containing vinyl polymer, conventionally known polymerization initiators, chain transfer agents, catalysts, dispersion stabilizers, solvents and the like can be used.

本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体が共重合体である場合には、共重合体のシーケンスには特に制限はなく、例えば、ランダム、ブロック、交互、グラフト、ハイパーブランチなどのデンドリティックおよびスターポリマーなどの分岐状のいずれのものでもよいが、分散性の観点から、ランダム、ブロック、交互、グラフトのうち少なくとも1種が好ましく、ランダムシーケンスがより好ましい。   When the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention is a copolymer, the sequence of the copolymer is not particularly limited, and examples thereof include dendritics such as random, block, alternating, graft, hyperbranch, and the like. Any branched one such as a star polymer may be used, but from the viewpoint of dispersibility, at least one of random, block, alternating, and graft is preferable, and a random sequence is more preferable.

(カーボンナノ複合体の特性)
本発明のカーボンナノ複合体は、前記カーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体が吸着したものである。従来、平均直径が1μm以下のカーボンナノ構造体は、凝集しやすく溶媒中や樹脂中に分散させることは困難であり、その傾向は平均直径が小さいほど強かったが、平均直径が1μm以下のカーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を吸着させることによって溶媒中や樹脂中に均一に分散させることが可能となる。また、従来、アスペクト比が大きいカーボンナノ構造体も、凝集しやすく溶媒中や樹脂中に分散させることが困難な傾向にあったが、アスペクト比が大きいカーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を吸着させることによって溶媒中や樹脂中に均一に分散させることが可能となる。
(Characteristics of carbon nanocomposites)
The carbon nanocomposite of the present invention is obtained by adsorbing the imide group-containing vinyl polymer on the carbon nanostructure. Conventionally, carbon nanostructures with an average diameter of 1 μm or less are prone to agglomerate and are difficult to disperse in a solvent or resin. The tendency is stronger as the average diameter is smaller, but carbon nanostructures with an average diameter of 1 μm or less By adsorbing the imide group-containing vinyl polymer to the nanostructure, it can be uniformly dispersed in a solvent or a resin. Conventionally, carbon nanostructures having a large aspect ratio also tend to aggregate and have been difficult to disperse in a solvent or resin. However, the imide group-containing vinyl-based carbon nanostructure has a large aspect ratio. By adsorbing the polymer, it can be uniformly dispersed in a solvent or a resin.

カーボンナノ複合体は、元来、電荷的にほぼ中性であり、溶媒中や樹脂中への分散性は低いが、前記G/D値が大きくなることによりカーボンナノ構造体はグラフェン構造の欠陥が少なくなり、極性が低下して溶媒中や樹脂中への分散性が低下する傾向にあるため、従来、G/D値が大きなカーボンナノ構造体を溶媒中や樹脂中に良好に分散させることは困難であった。また、公知の分散剤を用いてカーボンナノ構造体の溶媒中や樹脂中への分散を試みても、G/D値が大きなカーボンナノ構造体は、グラフェン構造がほぼ完全であるため、吸着した分散剤が脱離しやすい傾向にあった。一方、前記イミド基含有ビニル系重合体を用いると、化学修飾やグラフェン構造の欠陥の有無に関わらず、G/D値が大きなカーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体が吸着し、カーボンナノ複合体を溶媒中や樹脂中に均一に分散させることが可能となる。   Carbon nanocomposites are essentially neutral in terms of charge and have low dispersibility in solvents and resins. However, as the G / D value increases, carbon nanostructures have defects in graphene structure. In the past, carbon nanostructures with a large G / D value should be well dispersed in the solvent or resin because the polarity tends to decrease and the dispersibility in the solvent or resin tends to decrease. Was difficult. Further, even when attempts were made to disperse the carbon nanostructure in a solvent or resin using a known dispersant, the carbon nanostructure having a large G / D value was adsorbed because the graphene structure was almost complete. There was a tendency for the dispersant to be easily detached. On the other hand, when the imide group-containing vinyl polymer is used, the imide group-containing vinyl polymer is adsorbed on the carbon nanostructure having a large G / D value regardless of the presence or absence of defects in the chemical modification and the graphene structure. The carbon nanocomposite can be uniformly dispersed in a solvent or resin.

本発明のカーボンナノ複合体において、前記イミド基含有ビニル系重合体の吸着量は特に制限されないが、カーボンナノ複合体の分散性および流動性(成形加工性)の向上の観点から、カーボンナノ構造体100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1.0質量部以上がさらに好ましく、2.0質量部以上が特に好ましく、3.0質量部以上が最も好ましい。イミド基含有ビニル系重合体の吸着量が前記下限未満になるとカーボンナノ複合体の分散性および流動性(成形加工性)が低下しやすい傾向にある。また、イミド基含有ビニル系重合体の吸着量は、カーボンナノ構造体100質量部に対して200質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、カーボンナノ複合体を含む樹脂組成物の剛性や吸着安定性の向上の観点から、95質量部以下がさらに好ましく、90質量部以下が特に好ましく、80質量部以下が最も好ましい。   In the carbon nanocomposite of the present invention, the amount of adsorption of the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the dispersibility and flowability (molding processability) of the carbon nanocomposite, the carbon nanostructure 0.1 mass part or more is preferable with respect to 100 mass parts of a body, 0.5 mass part or more is more preferable, 1.0 mass part or more is further more preferable, 2.0 mass part or more is especially preferable, 3.0 mass part Part or more is most preferable. When the adsorption amount of the imide group-containing vinyl polymer is less than the lower limit, the dispersibility and fluidity (molding processability) of the carbon nanocomposite tend to be lowered. Further, the adsorption amount of the imide group-containing vinyl polymer is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and the rigidity of the resin composition containing the carbon nanocomposite with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure. Or 95 parts by mass or less is more preferable, 90 parts by mass or less is particularly preferable, and 80 parts by mass or less is most preferable.

また、本発明のカーボンナノ複合体において、前記イミド基含有ビニル系重合体の吸着安定性は特に制限されないが、1%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、30%以上がさらに好ましく、50%以上が特に好ましく、60%以上が最も好ましい。なお、吸着安定性とは、カーボンナノ複合体を含む分散液に30分間の超音波処理(例えば、発振周波数45kHz)を施した後、この分散液をこれに含まれる溶媒の3倍量の溶媒で洗浄しながら吸引濾過し、この洗浄・吸引濾過操作前後のイミド基含有ビニル系重合体の吸着量の変化の割合で定義されるものである。   In the carbon nanocomposite of the present invention, the adsorption stability of the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited, but is preferably 1% or more, more preferably 10% or more, further preferably 30% or more, 50 % Or more is particularly preferable, and 60% or more is most preferable. In addition, adsorption stability means that the dispersion liquid containing the carbon nanocomposite is subjected to ultrasonic treatment for 30 minutes (for example, an oscillation frequency of 45 kHz) and then the dispersion liquid is three times as much solvent as the solvent contained therein. It is defined by the rate of change in the amount of adsorption of the imide group-containing vinyl polymer before and after the washing / suction filtration operation.

<カーボンナノ複合体の製造方法>
本発明のカーボンナノ複合体の製造方法としては、前記カーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を吸着させることが可能な方法であれば特に制限はないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
(i)前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを溶媒中で混合する方法。
(ii)前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを溶媒を使用せずに混合する方法。
(iii)前記カーボンナノ構造体と溶融させた前記イミド基含有ビニル系重合体とを混合する方法。
(iv)前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを溶媒を使用せずに混合した後、前記イミド基含有ビニル系重合体を溶融させる方法。
(v)前記カーボンナノ構造体の存在下で、必要に応じて溶媒を用いて前記イミド基含有ビニル系重合体を重合(無水マレイン酸基をイミド化する場合も含む)する方法。
<Method for producing carbon nanocomposite>
The method for producing the carbon nanocomposite of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of adsorbing the imide group-containing vinyl polymer on the carbon nanostructure. Can be mentioned.
(I) A method of mixing the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer in a solvent.
(Ii) A method of mixing the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer without using a solvent.
(Iii) A method of mixing the carbon nanostructure and the melted imide group-containing vinyl polymer.
(Iv) A method of melting the imide group-containing vinyl polymer after mixing the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer without using a solvent.
(V) A method in which the imide group-containing vinyl polymer is polymerized (including the case where the maleic anhydride group is imidized) using a solvent as necessary in the presence of the carbon nanostructure.

これらの製造方法は単独で実施しても2つ以上を組み合わせて実施してもよい。また、本発明の製造方法においては、前記混合の際または前記重合後に、超音波処理、振動、攪拌、外場の印加(例えば、電場印加、磁場印加など)、溶融混錬などを少なくとも1つ施すことが好ましく、中でも超音波処理を施すことがより好ましい。これらの混合方法のうち、前記(i)の製造方法が特に好ましく、さらに超音波処理を施すことが最も好ましい。前記超音波処理としては特に制限はないが、例えば、超音波洗浄機を用いる方法や超音波ホモジナイザーを用いる方法などが挙げられる。   These production methods may be carried out alone or in combination of two or more. In the production method of the present invention, at the time of the mixing or after the polymerization, at least one of ultrasonic treatment, vibration, stirring, external field application (for example, electric field application, magnetic field application, etc.), melt kneading, etc. It is preferable to apply, and it is more preferable to perform ultrasonic treatment. Among these mixing methods, the production method (i) is particularly preferable, and it is most preferable to perform ultrasonic treatment. The ultrasonic treatment is not particularly limited, and examples thereof include a method using an ultrasonic cleaner and a method using an ultrasonic homogenizer.

本発明の製造方法において、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを混合する方法については特に制限はなく、一括で混合しても分割して混合してもよい。また、その順序については、前記カーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を添加してもよいし、前記イミド基含有ビニル系重合体に前記カーボンナノ構造体を添加してもよいし、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを同時に添加してもよいし、交互に添加してもよいが、先にイミド基含有ビニル系重合体の少なくとも一部を溶解あるいは溶融させて、次いでカーボンナノ構造体を添加することが、カーボンナノ構造体へのイミド基含有ビニル系重合体の吸着量の増加および吸着安定性の向上の観点から特に好ましい。   In the production method of the present invention, the method for mixing the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited, and may be mixed all at once or divided and mixed. As for the order, the imide group-containing vinyl polymer may be added to the carbon nanostructure, or the carbon nanostructure may be added to the imide group-containing vinyl polymer. The carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer may be added simultaneously, or may be added alternately, but at least a part of the imide group-containing vinyl polymer is dissolved first or It is particularly preferable to melt and then add the carbon nanostructure from the viewpoint of increasing the adsorption amount of the imide group-containing vinyl polymer to the carbon nanostructure and improving the adsorption stability.

本発明の製造方法においては、前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体とを混合する際に他の樹脂や添加剤を添加してもよい。この樹脂や添加剤も一括で混合しても分割して混合してもよい。また、その順序についても特に制限はない。   In the production method of the present invention, another resin or additive may be added when the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer are mixed. These resins and additives may be mixed together or divided and mixed. Moreover, there is no restriction | limiting in particular also about the order.

溶融混練を施して混合する場合には、前記カーボンナノ構造体、前記イミド基含有ビニル系重合体、必要に応じて樹脂および/または添加剤をそれぞれペレット状、粉末状または細片状にしたものを、攪拌機、ドライブレンダーまたは手混合などにより均一に混合した後、一軸または多軸のベントを有する押出機、ゴムロール機、またはバンバリーミキサーなどを用いて溶融混練することができる。   When mixing by melt-kneading, the carbon nanostructure, the imide group-containing vinyl polymer, and if necessary, resin and / or additive in pellets, powders or strips, respectively Can be uniformly kneaded by a stirrer, a drive lender, hand mixing, or the like, and then melt kneaded using an extruder, a rubber roll machine, a Banbury mixer, or the like having a uniaxial or multiaxial vent.

前記カーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル系重合体との混合比率は特に制限されないが、前記イミド基含有ビニル系重合体の添加量は、カーボンナノ構造体100質量部に対して0.1質量部以上が好ましく、0.5質量部以上がより好ましく、1.0質量部以上がさらに好ましく、2.0質量部以上が特に好ましく、3.0質量部以上が最も好ましい。前記イミド基含有ビニル系重合体の添加量が前記下限未満になるとカーボンナノ複合体の分散性および耐熱性が低下しやすい傾向にある。また、前記イミド基含有ビニル系重合体の添加量は、カーボンナノ構造体100質量部に対して100000質量部以下が好ましく、500質量部以下がより好ましく、カーボンナノ複合体を含む樹脂組成物の流動性(成形加工性)や、熱伝導性が求められる用途における熱伝導性の向上の観点から、100質量部以下がさらに好ましく、95質量部以下が特に好ましく、90質量部以下が最も好ましい。   The mixing ratio of the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer is not particularly limited, but the addition amount of the imide group-containing vinyl polymer is 0.1 with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure. It is preferably at least 0.5 parts by mass, more preferably at least 1.0 part by mass, particularly preferably at least 2.0 parts by mass, and most preferably at least 3.0 parts by mass. When the addition amount of the imide group-containing vinyl polymer is less than the lower limit, the dispersibility and heat resistance of the carbon nanocomposite tend to be lowered. In addition, the amount of the imide group-containing vinyl polymer added is preferably 100000 parts by mass or less, more preferably 500 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure, and the resin composition containing the carbon nanocomposite. From the viewpoint of improving thermal conductivity in applications where fluidity (molding processability) and thermal conductivity are required, it is more preferably 100 parts by mass or less, particularly preferably 95 parts by mass or less, and most preferably 90 parts by mass or less.

混合時の温度は特に制限されず、0℃未満でもよいが、0℃以上が好ましく、室温(23℃)以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、35℃以上が特に好ましく、40℃以上が最も好ましい。混合時の温度が前記下限未満になると吸着量および吸着安定性が十分に向上しない傾向にある。また、前記イミド基含有ビニル系重合体の溶解性を高め、吸着性を向上させるという観点から混合時の温度は高い方が好ましく、前記イミド基含有ビニル系重合体が耐熱性に優れるため、幅広い温度の選択が可能であるが、その上限は500℃が好ましく、450℃がより好ましく、400℃が特に好ましい。   The temperature at the time of mixing is not particularly limited and may be less than 0 ° C., but is preferably 0 ° C. or higher, more preferably room temperature (23 ° C.) or higher, further preferably 30 ° C. or higher, particularly preferably 35 ° C. or higher, and 40 ° C. or higher. Is most preferred. If the mixing temperature is less than the lower limit, the amount of adsorption and the adsorption stability tend not to be sufficiently improved. Further, from the viewpoint of improving the solubility of the imide group-containing vinyl polymer and improving the adsorptivity, it is preferable that the temperature at the time of mixing is high, and the imide group-containing vinyl polymer is excellent in heat resistance. The temperature can be selected, but the upper limit is preferably 500 ° C, more preferably 450 ° C, and particularly preferably 400 ° C.

前記(i)または(v)の製造方法において用いられる溶媒としては特に制限はないが、有機溶媒および水が挙げられ、これらは単独で用いても混合して用いてもよい。前記有機溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソペンチル、酢酸アミル、テトラヒドロフラン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、ヘキサフルオロイソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、テトラエチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、クロロフェノール、ジクロロベンゼン、フェノール、テトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、N−ジメチルピロリドン、ペンタン、ヘキサン、ネオペンタン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ジエチルエーテルなどが挙げられる。これらの有機溶媒も1種を単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。また、本発明においては、エポキシ樹脂などの硬化樹脂の主剤や架橋剤などの原料を溶媒として用いることもできる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a solvent used in the manufacturing method of said (i) or (v), An organic solvent and water are mentioned, These may be used independently or may be used in mixture. Examples of the organic solvent include chloroform, dichloromethane, carbon tetrachloride, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, pentyl acetate, and isopentyl acetate. , Amyl acetate, tetrahydrofuran, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformaldehyde, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, hexanol, octanol, hexafluoroisopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, tetra Methylene glycol, tetraethylene glycol, hexamethylene glycol, diethylene Recall, benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, chlorophenol, dichlorobenzene, phenol, tetrahydrofuran, sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, γ-butyrolactone, N-dimethylpyrrolidone, pentane Hexane, neopentane, cyclohexane, heptane, octane, isooctane, nonane, decane, diethyl ether and the like. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, in this invention, raw materials, such as the main ingredient of hardening resin, such as an epoxy resin, and a crosslinking agent, can also be used as a solvent.

また、前記(i)または(v)の製造方法において、溶媒中でカーボンナノ複合体を製造する場合には、カーボンナノ構造体の添加量の下限は特に制限されないが、溶媒100質量部に対して0.0001質量部が好ましく、0.001質量部がより好ましく、0.005質量部がさらに好ましく、0.1質量部が特に好ましい。また、カーボンナノ構造体の添加量の上限は特に制限されないが、溶媒100質量部に対して1質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましく、0.09質量部がさらに好ましく、0.08質量部が特に好ましい。カーボンナノ構造体の添加量が前記下限未満になるとカーボンナノ複合体の生産性が低下する傾向にある。他方、前記上限を超えるとカーボンナノ構造体の分散性が低下して凝集が起こりやすく、イミド基含有ビニル系重合体の吸着量が減少しやすく、吸着安定性が低下しやすい傾向にあるが、前記好適な上限を超えた場合でも、例えば分散液中の凝集や沈殿がない部分(例えば、上澄み液など)を回収することなどによって良質な分散液を得ることができる。   In the production method of (i) or (v), when producing a carbon nanocomposite in a solvent, the lower limit of the amount of carbon nanostructure added is not particularly limited, but with respect to 100 parts by mass of the solvent. 0.0001 mass part is preferable, 0.001 mass part is more preferable, 0.005 mass part is further more preferable, and 0.1 mass part is especially preferable. The upper limit of the amount of carbon nanostructure added is not particularly limited, but is preferably 1 part by weight, more preferably 0.1 part by weight, still more preferably 0.09 part by weight, based on 100 parts by weight of the solvent. 08 parts by mass is particularly preferable. When the added amount of the carbon nanostructure is less than the lower limit, the productivity of the carbon nanocomposite tends to decrease. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the dispersibility of the carbon nanostructures tends to be reduced and aggregation easily occurs, the amount of adsorption of the imide group-containing vinyl polymer tends to decrease, and the adsorption stability tends to decrease, Even when the preferred upper limit is exceeded, a good-quality dispersion can be obtained, for example, by collecting a portion (for example, a supernatant) in which there is no aggregation or precipitation in the dispersion.

また、前記(i)または(v)の製造方法により前記カーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を吸着させた後、濾過、遠心分離と濾過との組み合わせ、再沈殿、溶媒の除去(乾燥など)、溶媒を含んだままの溶融混練、カーボンナノ複合体のサンプリングなどによりカーボンナノ複合体を得ることができる。   In addition, after the imide group-containing vinyl polymer is adsorbed to the carbon nanostructure by the production method of (i) or (v), filtration, combination of centrifugation and filtration, reprecipitation, solvent removal The carbon nanocomposite can be obtained by (such as drying), melt-kneading while containing the solvent, sampling of the carbon nanocomposite, and the like.

さらに、前記(i)または(v)の製造方法により前記カーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル系重合体を吸着させた場合には、必要に応じて、混合後の分散液を濾過して溶媒および溶媒に溶解した未吸着の重合体を除去し、カーボンナノ複合体を回収することができる。除去した未吸着の重合体は回収して再利用することもできる。また、前記イミド基含有ビニル系重合体に対する貧溶媒で再沈殿させることにより、カーボンナノ複合体を回収することもできる。   Furthermore, when the imide group-containing vinyl polymer is adsorbed to the carbon nanostructure by the production method of (i) or (v), the mixed dispersion is filtered as necessary. The solvent and the unadsorbed polymer dissolved in the solvent can be removed, and the carbon nanocomposite can be recovered. The removed unadsorbed polymer can be recovered and reused. Moreover, a carbon nanocomposite can also be collect | recovered by reprecipitating with the poor solvent with respect to the said imide group containing vinyl polymer.

<カーボンナノ複合体を含む分散液および樹脂組成物>
本発明の分散液は、本発明のカーボンナノ複合体および溶媒を含むものである。前記溶媒としては前記混合方法において例示したものが挙げられる。本発明においては、カーボンナノ複合体を溶媒中で調製してそのまま分散液として使用することもできるが、本発明のカーボンナノ複合体が再分散性に優れているため、カーボンナノ複合体を溶媒に添加して超音波処理などを施すことにより分散液を製造することもできる。
<Dispersion and resin composition containing carbon nanocomposite>
The dispersion of the present invention contains the carbon nanocomposite of the present invention and a solvent. Examples of the solvent include those exemplified in the mixing method. In the present invention, the carbon nanocomposite can be prepared in a solvent and used as a dispersion as it is. However, since the carbon nanocomposite of the present invention is excellent in redispersibility, the carbon nanocomposite is used as a solvent. A dispersion liquid can also be produced by adding to the mixture and subjecting it to ultrasonic treatment.

また、本発明の樹脂組成物は、本発明のカーボンナノ複合体および樹脂を含むものである。カーボンナノ複合体の含有率は特に制限されないが、樹脂組成物100質量%に対して0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上がさらに好ましく、0.2質量%以上が特に好ましく、また、90質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、5質量%以下が特に好ましい。カーボンナノ複合体の含有率が前記下限未満になると本発明の樹脂組成物を成形加工して得られる樹脂複合材の熱伝導性および機械強度が低下しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると樹脂組成物の流動性が低下しやすい傾向にある。また、本発明の樹脂組成物の溶融粘度は特に制限されないが、成形温度におけるMFRで0.05〜500g/(10分、荷重2.16kg)であることが好ましく、0.1〜200g/(10分、荷重2.16kg)であることがより好ましい。   The resin composition of the present invention contains the carbon nanocomposite of the present invention and a resin. The content of the carbon nanocomposite is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass or more with respect to 100% by mass of the resin composition. 0.2 mass% or more is particularly preferable, 90 mass% or less is preferable, 50 mass% or less is more preferable, 10 mass% or less is further preferable, and 5 mass% or less is particularly preferable. When the content of the carbon nanocomposite is less than the lower limit, the thermal conductivity and mechanical strength of the resin composite obtained by molding the resin composition of the present invention tend to be lowered, and on the other hand, exceeds the upper limit. And the fluidity of the resin composition tends to decrease. The melt viscosity of the resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 500 g / (10 minutes, load 2.16 kg) as MFR at a molding temperature, and is preferably 0.1 to 200 g / ( More preferably, the load is 10 minutes and the load is 2.16 kg).

前記樹脂としては特に制限はないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性イミド樹脂、熱硬化性ポリアミドイミド、熱硬化性シリコーン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アルキド樹脂、およびウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂;ポリスチレン、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、AS(アクリロニトリル−スチレン)樹脂、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−スチレン樹脂、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、およびスチレン−ブタジエン−スチレン樹脂といった芳香族ビニル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸、これらの共重合体、およびアクリルゴムといったアクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−アクリル酸メチル樹脂、およびアクリロニトリル−ブタジエン樹脂といったシアン化ビニル系樹脂、イミド基含有ビニル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、およびエチレンプロピレンゴムといったポリオレフィン系樹脂、酸または酸無水物変性ポリオレフィン系樹脂、エポキシ変性ポリオレフィン樹脂、酸または酸無水物変性アクリル系エラストマー、エポキシ変性アクリルエラストマー、シリコーンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ1,4−シクロヘキサンジメチルテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリオキシメチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンおよびポリフッ化ビニルに代表されるフッ素系樹脂、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルアミドなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   The resin is not particularly limited, but epoxy resin, phenol resin, melamine resin, thermosetting imide resin, thermosetting polyamideimide, thermosetting silicone resin, urea resin, unsaturated polyester resin, urea resin, benzoguanamine resin , Alkyd resin, and urethane resin; polystyrene, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, AS (acrylonitrile-styrene) resin, methyl methacrylate-acrylonitrile-styrene resin, methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene -Styrene resins and aromatic vinyl resins such as styrene-butadiene-styrene resins, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polymethacrylic acid, copolymers thereof, and acrylic rubber Vinyl cyanide resins such as acrylic resins, polyacrylonitrile, acrylonitrile-methyl acrylate resins, and acrylonitrile-butadiene resins, imide group-containing vinyl resins, polyethylene, polypropylene, polyisoprene, polybutadiene, ethylene propylene diene monomer rubber, and ethylene Polyolefin resin such as propylene rubber, acid or acid anhydride modified polyolefin resin, epoxy modified polyolefin resin, acid or acid anhydride modified acrylic elastomer, epoxy modified acrylic elastomer, silicone rubber, fluoro rubber, natural rubber, polycarbonate, cyclic polyolefin , Polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly 1,4-cyclohexanedimethyl terephthalate Tartrate, polyarylate, liquid crystal polyester, polyphenylene ether, polyarylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, polyoxymethylene, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride and polyvinyl fluoride Examples thereof include thermoplastic resins such as fluorine resin, polylactic acid, polyvinyl chloride, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyamideimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polyetherketoneketone, and polyetheramide. These resins may be used alone or in combination of two or more.

これらの樹脂のうち、熱可塑性樹脂が好ましく、その中でも熱伝導性および機械強度の観点から結晶性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、およびエチレンプロピレンゴムなどのポリオレフィン系樹脂、酸または酸無水物変性ポリオレフィン系樹脂、エポキシ変性ポリオレフィン樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ1,4−シクロヘキサンジメチルテレフタレート、液晶ポリエステル、ポリアリーレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンおよびポリフッ化ビニルなどのフッ素系樹脂、ポリ乳酸、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルアミドなど)がより好ましく、280℃以上の加工温度を必要とする結晶性樹脂がさらに好ましく、290℃以上の加工温度を必要とする結晶性樹脂(例えば、液晶ポリエステル、ポリアリーレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂および290℃以上の加工温度を必要とするポリアミドなど)が特に好ましく、耐熱性と成形加工性の観点からポリアリーレンスルフィドおよび液晶ポリエステルが最も好ましい。本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体は耐熱性に優れているため、本発明のカーボンナノ複合体を、例えば、290℃以上の高い加工温度を必要とする結晶性樹脂中に良好に分散させることが可能である。   Among these resins, thermoplastic resins are preferable, and among them, crystalline resins (for example, polyethylene, polypropylene, polyisoprene, polybutadiene, ethylene propylene diene monomer rubber, ethylene propylene rubber, etc.) from the viewpoint of thermal conductivity and mechanical strength. Polyolefin resin, acid or acid anhydride modified polyolefin resin, epoxy modified polyolefin resin, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, poly 1,4-cyclohexanedimethyl terephthalate, liquid crystal polyester, polyarylene sulfide, polyoxymethylene, polytetra Fluorine-based resins such as fluoroethylene, fluorinated ethylene propylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyvinyl fluoride Polylactic acid, polyetheretherketone, polyetherketoneketone, polyetheramide, etc.) are more preferred, crystalline resins requiring a processing temperature of 280 ° C. or higher are more preferred, and crystals requiring a processing temperature of 290 ° C. or higher are preferred. Resin (for example, liquid crystal polyester, polyarylene sulfide, polyetheretherketone, fluororesin, and polyamide that requires a processing temperature of 290 ° C. or higher) are particularly preferable. From the viewpoint of heat resistance and molding processability, polyarylene sulfide and Liquid crystal polyester is most preferred. Since the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention is excellent in heat resistance, the carbon nanocomposite of the present invention is well dispersed in, for example, a crystalline resin that requires a high processing temperature of 290 ° C. or higher. It is possible to make it.

本発明の樹脂組成物においては、発明の効果を損なわない範囲で各種添加剤を配合することができる。このような添加剤としては特に制限はないが、例えば、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、粘度調整剤、着色剤、シランカップリング剤などの表面処理剤、タルク、モンモリロナイトなどの粘土鉱物、雲母鉱物およびカオリン鉱物に代表される層状ケイ酸塩、ガラス繊維、炭素繊維、シリカや熱伝導性フィラーなどの充填剤、エラストマー類などが挙げられる。   In the resin composition of this invention, various additives can be mix | blended in the range which does not impair the effect of invention. There are no particular restrictions on such additives, but examples include flame retardants, antioxidants, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, mold release agents, crystal nucleating agents, viscosity modifiers, colorants, silane couplings. Surface treatment agents such as agents, clay minerals such as talc and montmorillonite, layered silicates represented by mica minerals and kaolin minerals, glass fibers, carbon fibers, fillers such as silica and thermally conductive fillers, elastomers, etc. Can be mentioned.

前記熱伝導性フィラーとしては特に制限はないが、例えば、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミ、炭化ケイ素、ダイヤモンド、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの熱伝導性フィラーは1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。この熱伝導性フィラーの熱伝導率としては特に制限はないが、0.5W/mK以上が好ましく、1W/mK以上がより好ましく、5W/mK以上がさらに好ましく、10W/mK以上が特に好ましく、20W/mK以上が最も好ましい。本発明の樹脂組成物における熱伝導性フィラーの含有率は特に制限されないが、樹脂組成物100質量%に対して0.1〜90質量%が好ましく、0.1〜80質量%がより好ましく、0.1〜70質量%がさらに好ましく、0.1〜50質量%が特に好ましい。熱伝導性フィラーの含有率が前記下限未満になると得られる樹脂複合材の熱伝導性が十分に向上しない傾向にあり、前記上限を超えると樹脂組成物の流動性が低下しやすい傾向にある。   The heat conductive filler is not particularly limited, and examples thereof include alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon carbide, diamond, and zinc oxide. These thermally conductive fillers may be used alone or in combination of two or more. Although there is no restriction | limiting in particular as thermal conductivity of this heat conductive filler, 0.5 W / mK or more is preferable, 1 W / mK or more is more preferable, 5 W / mK or more is further more preferable, 10 W / mK or more is especially preferable, Most preferable is 20 W / mK or more. The content of the heat conductive filler in the resin composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 0.1 to 80% by mass with respect to 100% by mass of the resin composition, 0.1-70 mass% is further more preferable, and 0.1-50 mass% is especially preferable. If the content of the heat conductive filler is less than the lower limit, the thermal conductivity of the resin composite obtained tends not to be sufficiently improved, and if it exceeds the upper limit, the fluidity of the resin composition tends to decrease.

本発明の樹脂組成物の製造方法としては特に制限はなく、樹脂中にフィラーを分散させる際に採用される従来公知の混合方法が挙げられる。例えば、溶媒中で樹脂と本発明のカーボンナノ複合体と必要に応じて各種添加剤とを混合する方法、一軸または多軸のベントを有する押出機、ゴムロール機、またはバンバリーミキサーなどを用いて樹脂と本発明のカーボンナノ複合体と必要に応じて各種添加剤とを溶融混練する方法などが挙げられる。また、樹脂として低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合には自公転ミキサーを用いて複合化処理を施すことにより混合することも可能である。   There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the resin composition of this invention, The conventionally well-known mixing method employ | adopted when disperse | distributing a filler in resin is mentioned. For example, a resin, a method of mixing the resin with the carbon nanocomposite of the present invention and various additives as necessary, an extruder having a uniaxial or multiaxial vent, a rubber roll machine, or a Banbury mixer. And a method of melt-kneading the carbon nanocomposite of the present invention and various additives as required. Moreover, when using a low-viscosity thermosetting resin as resin, it is also possible to mix by performing a compounding process using a self-revolving mixer.

また、本発明の樹脂組成物は、カーボンナノ複合体と樹脂を混合すること以外に、樹脂中でカーボンナノ構造体と前記イミド基含有ビニル重合体を混合してカーボンナノ構造体に前記イミド基含有ビニル重合体を吸着させることによっても製造することができる。前記混合方法としては、例えば、溶融混練、溶媒中での超音波処理、撹拌処理などによる混合方法が挙げられる。さらに、樹脂、本発明のカーボンナノ複合体および各種添加剤を混合する方法については特に制限はなく、一括で混合しても分割して混合してもよい。また、その順序についても特に制限はなく、特定の成分を予備混合した後、残りの成分を混合してもよい。   In addition to mixing the carbon nanocomposite and the resin, the resin composition of the present invention may be prepared by mixing the carbon nanostructure and the imide group-containing vinyl polymer in the resin to add the imide group to the carbon nanostructure. It can also be produced by adsorbing the vinyl-containing polymer. Examples of the mixing method include a mixing method by melt kneading, ultrasonic treatment in a solvent, stirring treatment, and the like. Furthermore, there is no restriction | limiting in particular about the method of mixing resin, the carbon nanocomposite of this invention, and various additives, You may mix in a lump or may be divided and mixed. Also, the order is not particularly limited, and after the specific components are premixed, the remaining components may be mixed.

本発明の樹脂組成物の調製の際に用いるカーボンナノ複合体は、乾燥処理が施されていてもよいし、溶媒(有機溶媒および/または水)を含んでいてもよい。乾燥処理の温度については特に制限はないが、乾燥時の凝集を防ぐ観点から凍結乾燥させることが好ましい。また、カーボンナノ複合体が凝集している場合には、それをそのまま用いても樹脂中で速やかに分散するが、粉砕や凍結粉砕を施して予め解砕することが好ましい。   The carbon nanocomposite used in preparing the resin composition of the present invention may be subjected to a drying treatment or may contain a solvent (an organic solvent and / or water). Although there is no restriction | limiting in particular about the temperature of a drying process, It is preferable to freeze-dry from a viewpoint of preventing aggregation at the time of drying. Further, when the carbon nanocomposite is aggregated, the carbon nanocomposite is rapidly dispersed in the resin even if it is used as it is, but it is preferable that the carbon nanocomposite is pulverized in advance by pulverization or freeze pulverization.

また、本発明においては、カーボンナノ複合体の分散性を向上させるために、樹脂の一部および/または各種添加剤を予めカーボンナノ複合体と予備混合させることが好ましい。予備混合の方法としては、例えば、溶媒中で混合させる方法、溶融させた樹脂とカーボンナノ複合体とを混合させる方法、攪拌機、ドライブレンダーまたは手混合などにより混合する方法、カーボンナノ複合体の製造時に樹脂の少なくとも一部および/または各種添加剤を混合する方法などが挙げられる。中でも、溶媒中で混合させる方法が好ましく、樹脂の少なくとも一部および/または各種添加剤を溶媒中に溶解および/または分散(溶解を伴わないもの)させ、これに本発明のカーボンナノ複合体を添加して混合させる方法、または、本発明のカーボンナノ複合体を含む分散液に樹脂の少なくとも一部および/または各種添加剤を添加して混合させる方法がより好ましい。なお、予備混合する際の樹脂の形状は特に制限されず、例えば、粉状、ペレット状、粒状、タブレット状、繊維状などが挙げられる。   In the present invention, in order to improve the dispersibility of the carbon nanocomposite, it is preferable that a part of the resin and / or various additives are preliminarily mixed with the carbon nanocomposite in advance. Examples of the premixing method include, for example, a method of mixing in a solvent, a method of mixing a molten resin and a carbon nanocomposite, a method of mixing by a stirrer, a drive renderer or hand mixing, and the production of a carbon nanocomposite. A method of mixing at least a part of the resin and / or various additives is sometimes used. Among them, a method of mixing in a solvent is preferable, and at least a part of the resin and / or various additives are dissolved and / or dispersed (without dissolution) in the solvent, and the carbon nanocomposite of the present invention is added thereto. A method of adding and mixing, or a method of adding and mixing at least part of the resin and / or various additives to the dispersion containing the carbon nanocomposite of the present invention is more preferable. In addition, the shape of the resin at the time of premixing is not particularly limited, and examples thereof include powder, pellets, granules, tablets, and fibers.

本発明の樹脂組成物に、射出成形、プレス成形、押出成形、ブロー成形、圧縮成形、ガスアシスト成形、インサート成形、2色成形、外場を利用した成形(例えば、磁場成形、電場を利用した成形など)などの従来公知の成形加工を施すことにより樹脂複合材を得ることができる。成形温度については特に制限はないが、本発明のカーボンナノ複合体が耐熱性に優れる(イミド基含有ビニル系重合体の熱分解温度が高い)ため、例えば、290℃以上、300℃以上または310℃以上の高温での成形も可能となる。   In the resin composition of the present invention, injection molding, press molding, extrusion molding, blow molding, compression molding, gas assist molding, insert molding, two-color molding, molding using an external field (for example, magnetic field molding, electric field is used) A resin composite material can be obtained by performing a conventionally known molding process such as molding. Although there is no restriction | limiting in particular about molding temperature, Since the carbon nanocomposite of this invention is excellent in heat resistance (The thermal decomposition temperature of an imide group containing vinyl polymer is high), for example, 290 degreeC or more, 300 degreeC or more, or 310 Molding at a high temperature of ℃ or higher is also possible.

以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、ビニル系重合体およびカーボンナノ複合体の各種物性は以下の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. Various physical properties of the vinyl polymer and the carbon nanocomposite were measured by the following methods.

(1)ビニル系重合体の数平均分子量の測定方法
ビニル系重合体2mgをクロロホルム2mlに溶解させ、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(以下、「GPC」と略す。昭和電工(株)製「Shodex GPC−101」、ポンプ:昭和電工(株)製「DU−H7000」、カラム:昭和電工(株)製「K−805L」を直列に3本接続)を用いて、カラム温度40℃の条件でビニル系重合体の数平均分子量を測定した。検出器は紫外線検出器(昭和電工(株)製「RI−71S」)を用いた。数平均分子量および分子量分布は標準ポリスチレン(分子量1310〜分子量2210000の範囲で9点測定)による換算値として求めた。
(1) Method for measuring number average molecular weight of vinyl polymer 2 mg of vinyl polymer was dissolved in 2 ml of chloroform, and gel permeation chromatograph (hereinafter abbreviated as “GPC”. “Shodex GPC-” manufactured by Showa Denko K.K. 101 ”, pump:“ DU-H7000 ”manufactured by Showa Denko Co., Ltd., column:“ K-805L ”manufactured by Showa Denko Co., Ltd. connected in series, and vinyl system under the condition of a column temperature of 40 ° C. The number average molecular weight of the polymer was measured. As the detector, an ultraviolet detector (“RI-71S” manufactured by Showa Denko KK) was used. The number average molecular weight and molecular weight distribution were determined as converted values by standard polystyrene (measured at 9 points in the range of molecular weight 1310 to molecular weight 2210000).

(2)H−NMRによるビニル系重合体の組成分析方法
ビニル系重合体を重水素化ジメチルスルホキシドに溶解し、30℃、400MHzの条件でH−NMR測定を実施し、得られた各構成単位のプロトンの積分値を求め、これらの比からビニル系重合体中の各構成単位のモル比を決定し、質量比に換算した。表1には各構成単位のプロトンについての化学シフトの一例を示す。
(2) Method for analyzing composition of vinyl polymer by 1 H-NMR Dissolving the vinyl polymer in deuterated dimethyl sulfoxide, conducting 1 H-NMR measurement under conditions of 30 ° C. and 400 MHz, each obtained The integral value of the proton of the structural unit was determined, and from these ratios, the molar ratio of each structural unit in the vinyl polymer was determined and converted into a mass ratio. Table 1 shows an example of chemical shifts for protons of each structural unit.

(3)カーボンナノ複合体の再分散性の評価方法
カーボンナノ複合体2mgを表4に示す溶媒50gに添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を30分間施してカーボンナノ複合体を再分散させた。超音波処理直後の分散液遠心分離(相対遠心加速度1000Gで1時間)を施した後、20時間静置した。静置後の上澄み液についてUV−可視光吸収スペクトルを測定し、650nmの吸光度により再分散性(耐沈降性)を評価した。なお、前記吸光度の値が大きいほど遠心分離後もカーボンナノ複合体は溶媒中に多く分散し、再分散性(耐沈降性)に優れていることを意味する。
(3) Evaluation method of redispersibility of carbon nanocomposite 2 mg of carbon nanocomposite was added to 50 g of the solvent shown in Table 4, and this was subjected to ultrasonic treatment (BRANSON's desktop ultrasonic cleaner “BRANSONIC B-220”. And the oscillation frequency of 45 kHz) was applied for 30 minutes to redisperse the carbon nanocomposite. The dispersion was centrifuged immediately after sonication (1 hour at a relative centrifugal acceleration of 1000 G), and then allowed to stand for 20 hours. A UV-visible light absorption spectrum of the supernatant after standing was measured, and redispersibility (precipitation resistance) was evaluated by absorbance at 650 nm. In addition, the larger the absorbance value, the more the carbon nanocomposite is dispersed in the solvent even after centrifugation, which means that the redispersibility (precipitation resistance) is excellent.

(4)ビニル系重合体の吸着量および熱分解温度の測定方法
先ず、カーボンナノ構造体およびビニル系重合体をそれぞれ真空乾燥して残留溶媒などの揮発分を除去した後、それぞれについて熱重量分析装置(理学電機(株)製「Thermo plus TG8120」)を用いて窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分で室温から500℃まで加熱して熱重量分析(TGA)を実施し、カーボンナノ構造体およびビニル系重合体の熱分解開始温度および熱分解終了温度を測定した。なお、通常、質量減少が開始した時点の温度を熱分解開始温度とし、質量減少が終了した時点の温度を熱分解終了温度としたが、500℃の時点で質量減少が終了していない場合には質量減少が終了するまでさらに昇温して熱分解終了温度を測定した。また、前記熱重量分析において質量減少が5質量%となったときの温度をビニル系重合体の熱分解温度とした。
(4) Adsorption amount of vinyl polymer and measurement method of thermal decomposition temperature First, carbon nanostructure and vinyl polymer are vacuum dried to remove volatile components such as residual solvent, and then thermogravimetric analysis is performed for each. Carbon nanostructures were subjected to thermogravimetric analysis (TGA) by heating from room temperature to 500 ° C at a temperature increase rate of 20 ° C / min using a device ("Thermo plus TG8120" manufactured by Rigaku Corporation). The thermal decomposition start temperature and thermal decomposition end temperature of the polymer and vinyl polymer were measured. Normally, the temperature at the start of mass reduction is the pyrolysis start temperature and the temperature at the end of mass reduction is the pyrolysis end temperature, but when the mass reduction has not ended at 500 ° C. Was further heated until the mass reduction was completed, and the thermal decomposition end temperature was measured. Further, the temperature at which the mass reduction was 5% by mass in the thermogravimetric analysis was defined as the thermal decomposition temperature of the vinyl polymer.

次に、カーボンナノ複合体を真空乾燥して残留溶媒などの揮発分を除去した後、熱重量分析装置(理学電機(株)製「Thermo plus TG8120」)を用いて窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分で室温から500℃まで(カーボンナノ複合体に含まれるビニル系重合体の熱分解終了温度が500℃以上の場合には熱分解終了温度まで)加熱して熱重量分析を実施した。カーボンナノ複合体の質量減少のうちのビニル系重合体に由来するものをカーボンナノ複合体へのビニル系重合体の吸着量とし、カーボンナノ構造体100質量部に対する量[質量部]で表した。また、前記熱重量分析において、ビニル系重合体の吸着量に対して5質量%の質量減少が観察された時点の温度をカーボンナノ複合体に吸着したビニル系重合体の熱分解温度とした。例えば、カーボンナノ構造体100質量部に対して20質量部のビニル系重合体が吸着したカーボンナノ複合体の場合、前記熱重量分析において1質量部の重量減少が観察された時点の温度をビニル系重合体の熱分解温度とした。   Next, the carbon nanocomposite is vacuum-dried to remove volatile components such as residual solvent, and then heated at a rate of temperature in a nitrogen atmosphere using a thermogravimetric analyzer (“Thermo plus TG8120” manufactured by Rigaku Corporation). Thermogravimetric analysis was carried out by heating from room temperature to 500 ° C. at 20 ° C./min (to the thermal decomposition end temperature if the vinyl polymer contained in the carbon nanocomposite is 500 ° C. or higher). . Of the mass reduction of the carbon nanocomposite, the amount derived from the vinyl polymer was taken as the amount of adsorption of the vinyl polymer to the carbon nanocomposite, and expressed in the amount [part by mass] relative to 100 parts by mass of the carbon nanostructure. . Further, in the thermogravimetric analysis, the temperature at which a mass reduction of 5% by mass with respect to the adsorption amount of the vinyl polymer was observed was defined as the thermal decomposition temperature of the vinyl polymer adsorbed on the carbon nanocomposite. For example, in the case of a carbon nanocomposite in which 20 parts by mass of a vinyl polymer is adsorbed with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure, the temperature at which 1 mass part weight loss is observed in the thermogravimetric analysis is expressed as vinyl. It was set as the thermal decomposition temperature of the polymer.

(5)吸着安定性の評価方法
表4に示す溶媒100質量部にカーボンナノ複合体0.05質量部を添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を30分間施してカーボンナノ複合体を含む分散液を得た。次いで、桐山漏斗(フィルター:オムニポアメンブレンフィルター、孔径1.0μm)を用い、300質量部のクロロホルムを用いて洗浄しながら、前記分散液を吸引濾過した。その後、濾滓を真空乾燥して溶媒を完全に留去してカーボンナノ複合体を回収した。
(5) Evaluation method of adsorption stability 0.05 part by mass of carbon nanocomposite was added to 100 parts by mass of the solvent shown in Table 4, and this was subjected to ultrasonic treatment (BRANSON's tabletop ultrasonic cleaner “BRANSONIC B- 220 "and an oscillation frequency of 45 kHz) was applied for 30 minutes to obtain a dispersion containing a carbon nanocomposite. Subsequently, the Kiriyama funnel (filter: omnipore membrane filter, pore size 1.0 μm) was used, and the dispersion was subjected to suction filtration while being washed with 300 parts by mass of chloroform. Thereafter, the filter cake was vacuum-dried, and the solvent was completely distilled off to recover the carbon nanocomposite.

この回収したカーボンナノ複合体について前記(4)の測定方法と同様の方法により熱重量分析を実施し、カーボンナノ構造体100質量部に対するビニル系重合体の吸着量[質量部]を求め、下記式:
吸着安定性[%]=前記洗浄・吸引濾過操作後のビニル系重合体の吸着量/
前記洗浄・吸引濾過操作前のビニル系重合体の吸着量×100
により求められる値により吸着安定性を評価した。
The recovered carbon nanocomposite was subjected to thermogravimetric analysis in the same manner as the measurement method of (4) above, and the amount of adsorption of the vinyl polymer to 100 parts by mass of the carbon nanostructure was determined [parts by mass]. formula:
Adsorption stability [%] = Adsorption amount of vinyl polymer after washing / suction filtration operation /
Adsorption amount of vinyl polymer before washing / suction filtration operation × 100
The adsorption stability was evaluated based on the value obtained from the above.

また、カーボンナノ構造体としては以下のものを使用した。なお、カーボンナノ構造体のG/D値は、レーザーラマン分光システム(日本分光(株)製「NRS−3300」)を用い、励起レーザー波長532nmにおいてラマンスペクトルを測定し、約1585cm−1付近に観察されるGバンドと約1350cm−1付近に観察されるDバンドのラマンスペクトルのピーク強度から求めた。
カーボンナノ構造体(A−1):
多層カーボンナノチューブ(CNT社製「Ctube100」、平均直径10〜40
nm、アスペクト比100以上、G/D値:0.9、窒素雰囲気下での熱分解温度は
600℃超過)。
カーボンナノ構造体(A−2):
多層カーボンナノチューブ(ナノカーボンテクノロジーズ(株)製「MWNT−7」、
平均直径40〜90nm、アスペクト比100以上、G/D値:8.0、窒素雰囲気下
での熱分解温度は600℃超過)。
カーボンナノ構造体(A−3):
カーボンナノファイバー(昭和電工(株)製「VGCF」、平均直径150nm、ア
スペクト比60、G/D値9.6、窒素雰囲気下での熱分解温度は600℃超過)。
カーボンナノ構造体(A−4):
単層カーボンナノチューブ(CNI社製、平均直径0.8〜1.2nm、アスペクト比
83以上、G/D値:16.0、窒素雰囲気下での熱分解温度は600℃超過)。
Moreover, the following were used as the carbon nanostructure. The G / D value of the carbon nanostructure was measured by using a laser Raman spectroscopy system (“NRS-3300” manufactured by JASCO Corporation) and measuring a Raman spectrum at an excitation laser wavelength of 532 nm, about 1585 cm −1 . It was determined from the peak intensity of the Raman spectrum of the G band observed and the D band observed around 1350 cm −1 .
Carbon nanostructure (A-1):
Multi-walled carbon nanotube (“Ctube100” manufactured by CNT, average diameter 10-40
nm, aspect ratio of 100 or more, G / D value: 0.9, thermal decomposition temperature under nitrogen atmosphere exceeds 600 ° C.).
Carbon nanostructure (A-2):
Multi-walled carbon nanotubes (“MWNT-7” manufactured by Nanocarbon Technologies, Inc.)
The average diameter is 40 to 90 nm, the aspect ratio is 100 or more, the G / D value is 8.0, and the thermal decomposition temperature in a nitrogen atmosphere exceeds 600 ° C.).
Carbon nanostructure (A-3):
Carbon nanofiber (“VGCF” manufactured by Showa Denko KK, average diameter 150 nm, aspect ratio 60, G / D value 9.6, thermal decomposition temperature in a nitrogen atmosphere exceeds 600 ° C.).
Carbon nanostructure (A-4):
Single-walled carbon nanotube (manufactured by CNI, average diameter 0.8 to 1.2 nm, aspect ratio 83 or more, G / D value: 16.0, thermal decomposition temperature under nitrogen atmosphere exceeds 600 ° C.).

(調製例1)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の調製:
撹拌機と還流管を備えた反応容器に、スチレン30質量部およびメチルエチルケトン50質量部を仕込み、この溶液を攪拌しながら系内を窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次に、N−フェニルマレイミド40質量部とスチレン30質量部とt−ドデシルメルカプタン0.05質量部と2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.1質量部とをメチルエチルケトン140質量部に溶解した溶液を、攪拌しながら80℃で4時間かけて等速添加し、さらに80℃で1時間熟成して重合を終了した。冷却後、溶液を過剰量のメタノールに注ぎ込み、再沈殿により精製を行い、沈殿物を真空乾燥して溶媒を完全に留去し、イミド基含有ビニル系重合体(B−1)を得た。
(Preparation Example 1)
Preparation of imide group-containing vinyl polymer (B-1):
A reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux tube was charged with 30 parts by mass of styrene and 50 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the system was replaced with nitrogen gas while stirring this solution. Next, 40 parts by mass of N-phenylmaleimide, 30 parts by mass of styrene, 0.05 part by mass of t-dodecyl mercaptan and 0.1 part by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile are dissolved in 140 parts by mass of methyl ethyl ketone. The solution thus obtained was added at a constant rate at 80 ° C. over 4 hours with stirring, and further aged at 80 ° C. for 1 hour to complete the polymerization. After cooling, the solution was poured into an excess amount of methanol and purified by reprecipitation. The precipitate was dried in vacuo and the solvent was completely distilled off to obtain an imide group-containing vinyl polymer (B-1).

GPCを用いて測定したこのイミド基含有ビニル系重合体(B−1)の数平均分子量は10.8万であり、分子量分布は4.0であった。また、このイミド基含有ビニル系重合体(B−1)についてH−NMR測定を実施し、各構成単位の割合を求めたところ、N−フェニルマレイミド単位は45質量%、スチレン単位は55質量%であった。 The number average molecular weight of this imide group-containing vinyl polymer (B-1) measured using GPC was 108,000, and the molecular weight distribution was 4.0. Further, 1 H-NMR measurement was performed on the imide group-containing vinyl polymer (B-1), and the proportion of each structural unit was determined. As a result, the N-phenylmaleimide unit was 45% by mass and the styrene unit was 55% by mass. %Met.

(調製例2)
イミド基含有ビニル系重合体(B−2)の調製:
撹拌機と還流管を備えた反応容器に、N−フェニルマレイミド100質量部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4質量部およびメチルエチルケトン500質量部を仕込み、この溶液を攪拌しながら系内を窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。その後、80℃で4時間保持し、重合を終了した。冷却後、溶液を過剰量のメタノールに注ぎ込み、再沈殿により精製を行い、沈殿物を真空乾燥して溶媒を完全に留去し、イミド基含有ビニル系重合体(B−2)を得た。GPCを用いて測定したこのイミド基含有ビニル系重合体(B−2)の数平均分子量は1.7万であり、分子量分布は3.4であった。
(Preparation Example 2)
Preparation of imide group-containing vinyl polymer (B-2):
A reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux tube was charged with 100 parts by mass of N-phenylmaleimide, 0.4 parts by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 500 parts by mass of methyl ethyl ketone, and the solution was stirred. After replacing the system with nitrogen gas, the temperature was raised to 80 ° C. Then, it hold | maintained at 80 degreeC for 4 hours, and superposition | polymerization was complete | finished. After cooling, the solution was poured into an excess amount of methanol and purified by reprecipitation. The precipitate was dried in vacuo and the solvent was completely distilled off to obtain an imide group-containing vinyl polymer (B-2). The number average molecular weight of this imide group-containing vinyl polymer (B-2) measured using GPC was 17,000, and the molecular weight distribution was 3.4.

(調製例3)
イミド基含有ビニル系重合体(B−3)の調製:
N−フェニルマレイミドの代わりにN−ピレニルマレイミド13質量部およびスチレン87質量部を用い、メチルエチルケトンの代わりにクロロホルム1750質量部を用い、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルの量を0.3質量部に変更し、重合温度を60℃に変更し、重合時間(保持時間)を8時間に変更した以外は調製例2と同様にして、イミド基含有ビニル系重合体(B−3)を得た。
(Preparation Example 3)
Preparation of imide group-containing vinyl polymer (B-3):
Instead of N-phenylmaleimide, 13 parts by mass of N-pyrenylmaleimide and 87 parts by mass of styrene were used, 1750 parts by mass of chloroform was used in place of methyl ethyl ketone, and the amount of 2,2′-azobisisobutyronitrile was changed to 0.1. The imide group-containing vinyl polymer (B-3) was prepared in the same manner as in Preparation Example 2 except that the polymerization temperature was changed to 3 parts by mass, the polymerization temperature was changed to 60 ° C., and the polymerization time (retention time) was changed to 8 hours. Got.

GPCを用いて測定したこのイミド基含有ビニル系重合体(B−3)の数平均分子量は1.0万であり、分子量分布は2.2であった。また、このイミド基含有ビニル系重合体(B−3)についてH−NMR測定を実施し、各構成単位の割合を求めたところ、N−ピレニルマレイミド単位は20質量%、スチレン単位は80質量%であった。 The number average molecular weight of this imide group-containing vinyl polymer (B-3) measured using GPC was 10,000, and the molecular weight distribution was 2.2. Further, 1 H-NMR measurement was performed on the imide group-containing vinyl polymer (B-3), and the proportion of each structural unit was determined. As a result, the N-pyrenylmaleimide unit was 20% by mass and the styrene unit was 80%. It was mass%.

(調製例4)
イミド基含有ビニル系重合体(B−4)の調製:
N−フェニルマレイミドの代わりにN−メチルマレイミド55質量部およびメタクリル酸メチル45質量部を用いた以外は調製例2と同様にして、イミド基含有ビニル系重合体(B−4)を得た。
(Preparation Example 4)
Preparation of imide group-containing vinyl polymer (B-4):
An imide group-containing vinyl polymer (B-4) was obtained in the same manner as in Preparation Example 2, except that 55 parts by mass of N-methylmaleimide and 45 parts by mass of methyl methacrylate were used instead of N-phenylmaleimide.

GPCを用いて測定したこのイミド基含有ビニル系重合体(B−4)の数平均分子量は2.5万であり、分子量分布は6.7であった。また、このイミド基含有ビニル系重合体(B−4)についてH−NMR測定を実施し、各構成単位の割合を求めたところ、N−メチルマレイミド単位は45質量%、メタクリル酸メチル単位は55質量%であった。 The number average molecular weight of this imide group-containing vinyl polymer (B-4) measured using GPC was 25,000, and the molecular weight distribution was 6.7. Further, 1 H-NMR measurement was performed on the imide group-containing vinyl polymer (B-4), and the proportion of each structural unit was determined. As a result, the N-methylmaleimide unit was 45% by mass, and the methyl methacrylate unit was It was 55% by mass.

(調製例5)
イミド基含有ビニル系重合体(B−5)の調製:
N−フェニルマレイミド100質量部の代わりにN−フェニルマレイミド13質量部およびメタクリル酸2−ジメチルアミノエチル87質量部を用い、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4質量部およびメチルエチルケトン500質量部に加えてさらにn−ドデシルメルカプタン0.1質量部を用いた以外は調製例2と同様にして、イミド基含有ビニル系重合体(B−5)を得た。
(Preparation Example 5)
Preparation of imide group-containing vinyl polymer (B-5):
Instead of 100 parts by mass of N-phenylmaleimide, 13 parts by mass of N-phenylmaleimide and 87 parts by mass of 2-dimethylaminoethyl methacrylate were used, 0.4 part by mass of 2,2′-azobisisobutyronitrile and 500 of methyl ethyl ketone. An imide group-containing vinyl polymer (B-5) was obtained in the same manner as in Preparation Example 2, except that 0.1 parts by mass of n-dodecyl mercaptan was used in addition to the parts by mass.

GPCを用いて測定したこのイミド基含有ビニル系重合体(B−5)の数平均分子量は0.9万であり、分子量分布は2.8であった。また、このイミド基含有ビニル系重合体(B−5)についてH−NMR測定を実施し、各構成単位の割合を求めたところ、N−フェニルマレイミド単位は10質量%、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル単位は90質量%であった。また、このイミド基含有ビニル系重合体(B−5)はクロロホルムおよびテトラヒドロフランに良好に溶解し、且つイオン交換水にも良好に溶解したことから、両親媒性であることが確認された。 The number average molecular weight of this imide group-containing vinyl polymer (B-5) measured using GPC was 9000, and the molecular weight distribution was 2.8. Further, 1 H-NMR measurement was performed on this imide group-containing vinyl polymer (B-5), and the proportion of each structural unit was determined. As a result, the N-phenylmaleimide unit was 10% by mass, and 2-dimethyl methacrylate. The aminoethyl unit was 90% by mass. Further, this imide group-containing vinyl polymer (B-5) was dissolved in chloroform and tetrahydrofuran well and also in ion-exchanged water, so that it was confirmed to be amphiphilic.

(調製例6)
メタクリル酸1−ピレニルメチルの調製:
1−ピレンメタノール5.0gおよびトリエチルアミン4.34gをテトラヒドロフラン100mlに溶解し、0℃で塩化メタクリロイル2.25gを滴下した後、室温で1時間撹拌した。析出物を酢酸エチルで洗浄しながら濾過し、濾液と洗浄液とを混合してこれを硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を減圧留去した。残渣をカラムクロマトグラフ(シリカゲル、ヘキサン:酢酸エチル=10:1)で精製し、真空乾燥してメタクリル酸1−ピレニルメチルを得た。
(Preparation Example 6)
Preparation of 1-pyrenylmethyl methacrylate:
1-Pyrenemethanol 5.0 g and triethylamine 4.34 g were dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran, and 2.25 g of methacryloyl chloride was added dropwise at 0 ° C., followed by stirring at room temperature for 1 hour. The precipitate was filtered while washing with ethyl acetate, the filtrate and the washing solution were mixed and dried over magnesium sulfate, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The residue was purified by column chromatography (silica gel, hexane: ethyl acetate = 10: 1) and dried in vacuo to give 1-pyrenylmethyl methacrylate.

(調製例7)
ポリメタクリル酸メチルの調製:
撹拌機を備えた反応容器に、メタクリル酸メチル100質量部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.4質量部、およびメチルエチルケトン500質量部を仕込み、この溶液を攪拌しながら系内を窒素ガスで置換した後、温度を80℃まで昇温した。その後、80℃で4時間保持し、重合を終了した。冷却後、溶液を過剰量のメタノールに注ぎ込み、再沈殿により精製を行い、沈殿物を真空乾燥して溶媒を完全に留去し、ポリメタクリル酸メチルを得た。GPCを用いて測定したこのポリメタクリル酸メチルの数平均分子量は1.0万であり、分子量分布は2.3であった。
(Preparation Example 7)
Preparation of polymethyl methacrylate:
A reaction vessel equipped with a stirrer was charged with 100 parts by weight of methyl methacrylate, 0.4 parts by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile, and 500 parts by weight of methyl ethyl ketone, and the system was stirred while stirring the solution. After replacing with nitrogen gas, the temperature was raised to 80 ° C. Then, it hold | maintained at 80 degreeC for 4 hours, and superposition | polymerization was complete | finished. After cooling, the solution was poured into an excess amount of methanol and purified by reprecipitation. The precipitate was vacuum-dried and the solvent was completely distilled off to obtain polymethyl methacrylate. The number average molecular weight of this polymethyl methacrylate measured using GPC was 10,000, and the molecular weight distribution was 2.3.

(調製例8)
メタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)の調製:
メタクリル酸メチル100質量部の代わりにメタクリル酸メチル70質量部および調製例6で得たメタクリル酸1−ピレニルメチル30質量部を用い、メチルエチルケトンの代わりにトルエン550質量部を用いた以外は調製例7と同様にして、メタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)を得た。
(Preparation Example 8)
Preparation of methyl methacrylate / 1-pyrenylmethyl methacrylate copolymer (C-1):
Preparation Example 7 except that 70 parts by weight of methyl methacrylate and 30 parts by weight of 1-pyrenylmethyl methacrylate obtained in Preparation Example 6 were used instead of 100 parts by weight of methyl methacrylate, and 550 parts by weight of toluene was used instead of methyl ethyl ketone. Similarly, a methyl methacrylate / 1-pyrenylmethyl methacrylate copolymer (C-1) was obtained.

GPCを用いて測定したこのメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)の数平均分子量は1.0万であり、分子量分布は2.4であった。また、このメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)についてH−NMR測定を実施し、各構成単位の割合を求めたところ、メタクリル酸メチル単位が80質量%、メタクリル酸1−ピレニルメチル単位が20質量%であった。 The number average molecular weight of this methyl methacrylate / methacrylic acid 1-pyrenylmethyl copolymer (C-1) measured using GPC was 10,000, and the molecular weight distribution was 2.4. Further, 1 H-NMR measurement was carried out on this methyl methacrylate / methacrylic acid 1-pyrenylmethyl copolymer (C-1), and the proportion of each structural unit was determined. The acid 1-pyrenylmethyl unit was 20% by mass.

(実施例A1)
(1)低濃度分散液の分散性
クロロホルム50gにイミド基含有ビニル系重合体(B−1)1.6mgとカーボンナノ構造体(A−1)2mgとを添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を1時間施して低濃度分散液を得た。超音波処理直後の分散液に遠心分離(相対遠心加速度1000Gで1時間)を施した後、20時間静置した。静置後の上澄み液についてUV−可視光吸収スペクトルを測定し、650nmの吸光度により分散性(耐沈降性)を評価した。その結果を表2に示す。なお、前記吸光度の値が大きいほど遠心分離後もカーボンナノ複合体は溶媒中に多く分散し、分散性(耐沈降性)に優れていることを意味する。
(Example A1)
(1) Dispersibility of low-concentration dispersion liquid 1.6 mg of an imide group-containing vinyl polymer (B-1) and 2 mg of carbon nanostructure (A-1) are added to 50 g of chloroform, and ultrasonic treatment ( A BRANSON tabletop ultrasonic cleaner “BRANSONIC B-220” (oscillation frequency 45 kHz) was applied for 1 hour to obtain a low concentration dispersion. The dispersion immediately after ultrasonication was centrifuged (relative centrifugal acceleration of 1000 G for 1 hour), and then allowed to stand for 20 hours. The UV-visible light absorption spectrum was measured for the supernatant after standing, and the dispersibility (precipitation resistance) was evaluated by the absorbance at 650 nm. The results are shown in Table 2. The larger the absorbance value, the more the carbon nanocomposite is dispersed in the solvent even after centrifugation, which means that the dispersibility (precipitation resistance) is excellent.

(2)高濃度分散液の分散性
スクリュー管瓶にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)6.4mg、カーボンナノ構造体(A−2)8mgおよびクロロホルム12gを入れ、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を1時間施して高濃度分散液を得た。この分散液を1分間静置した後、スクリュー管瓶を傾斜させて気液界面近傍の分散液の分散状態を目視により観察し、下記基準で判定した。その結果を表2に示す。また、図1(右)には静置後の高濃度分散液(コロイド)の写真を示す。
A:凝集は観察されず、均一に分散したもの。
B:凝集は観察されたが、均一に分散したもの。
C:凝集が解けず、不均一に分散したもの(凝集物と溶媒とに分離した部分が観察されたもの)。
(2) Dispersibility of high concentration dispersion liquid 6.4 mg of imide group-containing vinyl polymer (B-1), 8 mg of carbon nanostructure (A-2) and 12 g of chloroform are placed in a screw tube, and ultrasonic waves are added thereto. A high-concentration dispersion was obtained by applying a treatment (using a table type ultrasonic cleaner “BRANSONIC B-220” manufactured by BRANSON, oscillation frequency 45 kHz) for 1 hour. After allowing this dispersion to stand for 1 minute, the screw tube bottle was tilted, the dispersion state of the dispersion near the gas-liquid interface was visually observed, and judged according to the following criteria. The results are shown in Table 2. FIG. 1 (right) shows a photograph of the high-concentration dispersion (colloid) after standing.
A: Aggregation is not observed and is uniformly dispersed.
B: Aggregation was observed, but uniformly dispersed.
C: Aggregation was not solved and was dispersed non-uniformly (a part separated into an aggregate and a solvent was observed).

(実施例A2)
クロロホルムの代わりにテトラヒドロフラン(THF)50gまたは12gを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A2)
The dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated in the same manner as in Example A1, except that 50 g or 12 g of tetrahydrofuran (THF) was used instead of chloroform. The results are shown in Table 2.

(実施例A3)
クロロホルムの代わりにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50gまたは12gを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A3)
The dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated in the same manner as in Example A1, except that 50 g or 12 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used instead of chloroform. . The results are shown in Table 2.

(実施例A4)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−2)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A4)
(1) Low in the same manner as in Example A1 except that 1.6 mg or 6.4 mg of the imide group-containing vinyl polymer (B-2) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of the concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例A5)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−3)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A5)
(1) Low in the same manner as in Example A1 except that 1.6 mg or 6.4 mg of the imide group-containing vinyl polymer (B-3) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of the concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例A6)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−4)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A6)
(1) Low in the same manner as in Example A1 except that 1.6 mg or 6.4 mg of the imide group-containing vinyl polymer (B-4) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of the concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例A7)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−5)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Example A7)
(1) Low in the same manner as in Example A1 except that 1.6 mg or 6.4 mg of the imide group-containing vinyl polymer (B-5) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of the concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A1)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)を使用せず、クロロホルム50gにカーボンナノ構造体(A−1)2mgを分散、またはクロロホルム12gにカーボンナノ構造体(A−2)8mgを分散させた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。また、図1(左)には1分間静置後の高濃度の分散液(コロイド)の写真を示す。
(Comparative Example A1)
Without using the imide group-containing vinyl polymer (B-1), 2 mg of carbon nanostructure (A-1) is dispersed in 50 g of chloroform, or 8 mg of carbon nanostructure (A-2) is dispersed in 12 g of chloroform. Except for the above, the dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated in the same manner as in Example A1. The results are shown in Table 2. FIG. 1 (left) shows a photograph of a highly concentrated dispersion (colloid) after standing for 1 minute.

(比較例A2)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにスチレン(和光純薬工業(株)製)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A2)
(1) Low concentration in the same manner as in Example A1, except that 1.6 mg or 6.4 mg of styrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1) Dispersibility of the dispersion and (2) high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A3)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにN−フェニルマレイミド(和光純薬工業(株)製)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A3)
(1) Except that 1.6 mg or 6.4 mg of N-phenylmaleimide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1) (1 The dispersibility of the low-concentration dispersion and (2) the high-concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A4)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりに調製例6で得たメタクリル酸1−ピレニルメチル1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A4)
(1) Low concentration in the same manner as in Example A1, except that 1.6 mg or 6.4 mg of 1-pyrenylmethyl methacrylate obtained in Preparation Example 6 was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). Dispersibility of the dispersion and (2) high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A5)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにポリスチレン(Polymer Source社製、数平均分子量107000、重量平均分子量/数平均分子量:1.51)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A5)
Except for using 1.6 mg or 6.4 mg of polystyrene (manufactured by Polymer Source, number average molecular weight 107000, weight average molecular weight / number average molecular weight: 1.51) in place of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). In the same manner as in Example A1, the dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A6)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにスチレン/アクリロニトリル/オキサゾリン共重合体((株)日本触媒製「エポクロスRAS−1005」)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A6)
Implemented except that 1.6 mg or 6.4 mg of styrene / acrylonitrile / oxazoline copolymer (“Epocross RAS-1005” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated in the same manner as in Example A1. The results are shown in Table 2.

(比較例A7)
ポリアミドイミドのNMP溶液(荒川化学工業(株)製「コンポラセンAI1301」、固形分19.8質量%)をクロロホルムに注ぎ込んだところ、ポリアミドイミドが析出したため、溶媒としてはNMPを使用した。
(Comparative Example A7)
When an NMP solution of polyamideimide (“Comporacene AI1301” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd., solid content: 19.8% by mass) was poured into chloroform, polyamideimide was precipitated, so NMP was used as a solvent.

50gのNMPに対して1.6mgのポリアミドイミドと2mgのカーボンナノ構造体(A−1)とが含まれるように、NMPと前記ポリアミドのNMP溶液とカーボンナノ構造体(A−1)とを混合して低濃度分散液を調製し、また12gのNMPに6.4mgのポリアミドイミドと8mgのカーボンナノ構造体(A−2)とが含まれるように、NMPと前記ポリアミドのNMP溶液とカーボンナノ構造体(A−2)とを混合して高濃度分散液を調製した以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。   NMP, the NMP solution of the polyamide, and the carbon nanostructure (A-1) are added so that 1.6 mg of polyamideimide and 2 mg of carbon nanostructure (A-1) are contained per 50 g of NMP. A low-concentration dispersion is prepared by mixing, and NMP, the NMP solution of polyamide and carbon so that 6.4 mg of polyamideimide and 8 mg of carbon nanostructure (A-2) are contained in 12 g of NMP. The dispersibility of (1) the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated in the same manner as in Example A1, except that the high concentration dispersion was prepared by mixing the nanostructure (A-2). . The results are shown in Table 2.

(比較例A8)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにポリビニルピロリドン(和光純薬工業(株)製「ポリビニルピロリドンK30」)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A8)
Except for using 1.6 mg or 6.4 mg of polyvinylpyrrolidone (“Polyvinylpyrrolidone K30” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1), the same as Example A1 was used. (1) The dispersibility of the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A9)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりに調製例7で得たポリメタクリル酸メチル1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A9)
(1) Low concentration dispersion in the same manner as in Example A1 except that 1.6 mg or 6.4 mg of polymethyl methacrylate obtained in Preparation Example 7 was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). The dispersibility of the liquid and (2) the high-concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A10)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。
(Comparative Example A10)
The same procedure as in Example A1 was conducted except that 1.6 mg or 6.4 mg of methyl methacrylate / 1-pyrenylmethyl methacrylate copolymer (C-1) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). (1) The dispersibility of the low concentration dispersion and (2) the high concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例A11)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにポリスチレンスルホン酸ナトリウム(Aldrich社製、重量平均分子量70000)1.6mgまたは6.4mgを用いた以外は実施例A1と同様にして(1)低濃度分散液および(2)高濃度分散液の分散性を評価した。その結果を表2に示す。なお、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムはクロロホルムに不溶であった。
(Comparative Example A11)
The same procedure as in Example A1 was repeated except that 1.6 mg or 6.4 mg of sodium polystyrene sulfonate (Aldrich, weight average molecular weight 70000) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1) (1 The dispersibility of the low-concentration dispersion and (2) the high-concentration dispersion was evaluated. The results are shown in Table 2. In addition, sodium polystyrene sulfonate was insoluble in chloroform.

表2に示した結果から明らかなように、本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体を用いてクロロホルム中またはNMP中でカーボンナノ複合体を調製した場合(実施例A1、A3〜A7)には、カーボンナノ構造体を同種の溶媒中に分散させた場合(比較例A1)や本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体の代わりに低分子化合物や他の重合体を用いて同種の溶媒中でカーボンナノ複合体を調製した場合(比較例A2〜A11)に比べて、低濃度分散液および高濃度分散液のいずれにおいても優れた分散性を示すことが確認された。   As is clear from the results shown in Table 2, when the carbon nanocomposite was prepared in chloroform or NMP using the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention (Examples A1, A3 to A7). Is the same type of solvent when a carbon nanostructure is dispersed in the same type of solvent (Comparative Example A1) or by using a low molecular weight compound or other polymer in place of the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention. It was confirmed that both the low-concentration dispersion and the high-concentration dispersion exhibited excellent dispersibility as compared with the case where the carbon nanocomposite was prepared (Comparative Examples A2 to A11).

また、イミド基を含有する重合体としてポリアミドイミドを用いた場合(比較例A7)には、ポリアミドイミドがNMPなどの極限られた溶媒にしか溶解しないため、使用できる溶媒が制限されるが、本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体を用いた場合(実施例A1〜A3)にはクロロホルム、THF、NMPのいずれの溶媒中においてもカーボンナノ複合体は良好に分散することが確認された。   Further, when polyamideimide is used as a polymer containing an imide group (Comparative Example A7), since polyamideimide is dissolved only in a limited solvent such as NMP, the usable solvent is limited. When the imide group-containing vinyl polymer according to the invention was used (Examples A1 to A3), it was confirmed that the carbon nanocomposite was well dispersed in any solvent of chloroform, THF, and NMP.

(実施例B1)
イオン交換水50gにイミド基含有ビニル系重合体(B−5)3.2mgおよびカーボンナノ構造体(A−1)4mgを添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を1時間施した後、分散液に遠心分離(相対遠心加速度1000Gで1時間)を施した後、20時間静置した。静置後の上澄み液についてUV−可視光吸収スペクトルを測定し、650nmの吸光度により分散性(耐沈降性)を評価した。その結果を表3に示す。なお、前記吸光度の値が大きいほど遠心分離後もカーボンナノ複合体は溶媒中に多く分散し、分散性(耐沈降性)に優れていることを意味する。
(Example B1)
3.2 mg of imide group-containing vinyl polymer (B-5) and 4 mg of carbon nanostructure (A-1) were added to 50 g of ion-exchanged water, and this was subjected to ultrasonic treatment (desktop ultrasonic cleaner made by BRANSON) After using “BRANSONIC B-220” (oscillation frequency 45 kHz) for 1 hour, the dispersion was centrifuged (relative centrifugal acceleration 1000 G for 1 hour) and then allowed to stand for 20 hours. The UV-visible light absorption spectrum was measured for the supernatant after standing, and the dispersibility (precipitation resistance) was evaluated by the absorbance at 650 nm. The results are shown in Table 3. The larger the absorbance value, the more the carbon nanocomposite is dispersed in the solvent even after centrifugation, which means that the dispersibility (precipitation resistance) is excellent.

(比較例B1)
イオン交換水50gにカーボンナノ構造体(A−1)4mgを添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を1時間施した以外は実施例B1と同様にして分散液を調製し、吸光度による分散性の評価を実施した。その結果を表3に示す。
(Comparative Example B1)
4 mg of carbon nanostructure (A-1) is added to 50 g of ion-exchanged water, and then subjected to ultrasonic treatment (using a BRANSON desktop ultrasonic cleaner “BRANSONIC B-220”, oscillation frequency 45 kHz) for 1 hour. A dispersion was prepared in the same manner as in Example B1 except that it was applied, and the dispersibility was evaluated by absorbance. The results are shown in Table 3.

(比較例B2)
イミド基含有ビニル系重合体(B−5)の代わりにポリスチレンスルホン酸ナトリウム(Aldrich社製、重量平均分子量70000)3.2mgを用いた以外は実施例B1と同様にして分散液を調製し、吸光度による分散性の評価を実施した。その結果を表3に示す。
(Comparative Example B2)
A dispersion was prepared in the same manner as in Example B1, except that 3.2 mg of sodium polystyrene sulfonate (manufactured by Aldrich, weight average molecular weight 70000) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-5). Evaluation of dispersibility by absorbance was performed. The results are shown in Table 3.

(比較例B3)
イミド基含有ビニル系重合体(B−5)の代わりにポリビニルピロリドン(和光純薬工業(株)製「ポリビニルピロリドンK30」)3.2mgを用いた以外は実施例B1と同様にして分散液を調製し、吸光度による分散性の評価を実施した。その結果を表3に示す。
(Comparative Example B3)
A dispersion was prepared in the same manner as in Example B1, except that 3.2 mg of polyvinylpyrrolidone (“Polyvinylpyrrolidone K30” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-5). Prepared and evaluated dispersibility by absorbance. The results are shown in Table 3.

表3に示した結果から明らかなように、本発明にかかるカーボンナノ複合体(実施例B1)を含む分散液は、従来の分散剤であるポリスチレンスルホン酸ナトリウムやポリビニルピロリドンを用いた場合(比較例B2〜B3)に比べて、その上澄み液の吸光度が高く、濃度が最も高いものであり、本発明のカーボンナノ複合体は有機溶媒中だけでなくイオン交換水中においても良好に分散することが確認された。   As is apparent from the results shown in Table 3, the dispersion containing the carbon nanocomposite (Example B1) according to the present invention uses conventional polystyrene sodium sulfonate or polyvinylpyrrolidone (comparison). Compared to Examples B2 to B3), the supernatant has a higher absorbance and the highest concentration, and the carbon nanocomposite of the present invention can be well dispersed not only in an organic solvent but also in ion-exchanged water. confirmed.

(実施例C1)
先ず、クロロホルム100質量部にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)0.04質量部を添加し、次いで、カーボンナノ構造体(A−1)0.05質量部を添加し、これに超音波処理(BRANSON社製卓上型超音波洗浄機「BRANSONIC B−220」を使用、発振周波数45kHz)を1時間施してカーボンナノ複合体を含む分散液を得た。次いで、桐山漏斗(フィルター:オムニポアメンブレンフィルター、孔径1.0μm)を用い、300質量部のクロロホルムを用いて洗浄しながら、前記分散液を吸引濾過した。その後、濾滓を真空乾燥して溶媒を完全に留去し、カーボンナノ構造体(A−1)にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。
(Example C1)
First, 0.04 part by mass of an imide group-containing vinyl polymer (B-1) is added to 100 parts by mass of chloroform, and then 0.05 part by mass of the carbon nanostructure (A-1) is added. Ultrasonic treatment (using a BRANSON desktop ultrasonic cleaner “BRANSONIC B-220”, oscillation frequency 45 kHz) was applied for 1 hour to obtain a dispersion containing a carbon nanocomposite. Subsequently, the Kiriyama funnel (filter: omnipore membrane filter, pore size 1.0 μm) was used, and the dispersion was subjected to suction filtration while being washed with 300 parts by mass of chloroform. Then, the filter cake was vacuum-dried, the solvent was distilled off completely, and the carbon nanocomposite which the imide group containing vinyl polymer (B-1) adsorb | sucked to the carbon nanostructure (A-1) was obtained.

このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。   The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C2)
カーボンナノ構造体(A−1)の代わりにカーボンナノ構造体(A−2)0.05質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C2)
An imide group was added to the carbon nanostructure (A-2) in the same manner as in Example C1, except that 0.05 part by mass of the carbon nanostructure (A-2) was used instead of the carbon nanostructure (A-1). A carbon nanocomposite on which the vinyl-containing polymer (B-1) was adsorbed was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C3)
カーボンナノ構造体(A−1)の代わりにカーボンナノ構造体(A−3)0.05質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−3)にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C3)
An imide group was added to the carbon nanostructure (A-3) in the same manner as in Example C1, except that 0.05 part by mass of the carbon nanostructure (A-3) was used instead of the carbon nanostructure (A-1). A carbon nanocomposite on which the vinyl-containing polymer (B-1) was adsorbed was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C4)
カーボンナノ構造体(A−1)の代わりにカーボンナノ構造体(A−4)0.05質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−4)にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C4)
An imide group was added to the carbon nanostructure (A-4) in the same manner as in Example C1, except that 0.05 part by mass of the carbon nanostructure (A-4) was used instead of the carbon nanostructure (A-1). A carbon nanocomposite on which the vinyl-containing polymer (B-1) was adsorbed was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C5)
クロロホルムの代わりにNMPを100質量部用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C5)
A carbon nanocomposite in which an imide group-containing vinyl polymer (B-1) was adsorbed to a carbon nanostructure (A-2) was obtained in the same manner as in Example C2, except that 100 parts by mass of NMP was used instead of chloroform. Obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C6)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−2)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−2)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C6)
A carbon nanostructure (A) in the same manner as in Example C2, except that 0.04 part by mass of the imide group-containing vinyl polymer (B-2) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). -2) to obtain a carbon nanocomposite in which the imide group-containing vinyl polymer (B-2) was adsorbed. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C7)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−3)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−3)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C7)
A carbon nanostructure (A) in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of the imide group-containing vinyl polymer (B-3) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). -2) to obtain a carbon nanocomposite in which the imide group-containing vinyl polymer (B-3) was adsorbed. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C8)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−4)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−4)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C8)
A carbon nanostructure (A) in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of the imide group-containing vinyl polymer (B-4) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). -2) to obtain a carbon nanocomposite in which the imide group-containing vinyl polymer (B-4) was adsorbed. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(実施例C9)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにイミド基含有ビニル系重合体(B−5)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にイミド基含有ビニル系重合体(B−5)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Example C9)
A carbon nanostructure (A) in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of the imide group-containing vinyl polymer (B-5) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). -2) to obtain a carbon nanocomposite in which the imide group-containing vinyl polymer (B-5) was adsorbed. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(比較例C1)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにN−フェニルマレイミド(和光純薬工業(株)製)0.04質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−1)にN−フェニルマレイミドが吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Comparative Example C1)
Carbon nanostructure in the same manner as in Example C1, except that 0.04 parts by mass of N-phenylmaleimide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). A carbon nanocomposite in which N-phenylmaleimide was adsorbed on (A-1) was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(比較例C2)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりに調製例6で得たメタクリル酸1−ピレニルメチル0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にメタクリル酸1−ピレニルメチルが吸着したカーボンナノ複合体の調製を試みたが、得られた試料について前記(4)の測定方法と同様の方法よりメタクリル酸1−ピレニルメチルの吸着量を測定したところ、カーボンナノ構造体(A−2)にメタクリル酸1−ピレニルメチルは吸着していないことが確認された。
(Comparative Example C2)
A carbon nanostructure (A-) was prepared in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of 1-pyrenylmethyl methacrylate obtained in Preparation Example 6 was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). In 2), an attempt was made to prepare a carbon nanocomposite in which 1-pyrenylmethyl methacrylate was adsorbed, and the amount of adsorbed 1-pyrenylmethyl methacrylate was measured by the same method as the measurement method in (4) above. However, it was confirmed that 1-pyrenylmethyl methacrylate was not adsorbed on the carbon nanostructure (A-2).

なお、得られた試料、すなわちカーボンナノ構造体(A−2)について、前記(3)の評価方法と同様の方法により再分散性を評価した。その結果を表4に示す。   In addition, about the obtained sample, ie, carbon nanostructure (A-2), redispersibility was evaluated by the method similar to the evaluation method of said (3). The results are shown in Table 4.

(比較例C3)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにポリスチレン(Polymer Source社製、数平均分子量107000、重量平均分子量/数平均分子量:1.51)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にポリスチレンが吸着したカーボンナノ複合体の調製を試みたが、得られた試料について前記方法よりポリスチレンの吸着量を測定したところ、カーボンナノ構造体(A−2)にポリスチレンは吸着していないことが確認された。
(Comparative Example C3)
Implemented except that 0.04 parts by mass of polystyrene (manufactured by Polymer Source, number average molecular weight 107000, weight average molecular weight / number average molecular weight: 1.51) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). In the same manner as in Example C2, an attempt was made to prepare a carbon nanocomposite in which polystyrene was adsorbed on the carbon nanostructure (A-2). When the amount of polystyrene adsorbed on the obtained sample was measured by the above method, carbon nanocomposite was measured. It was confirmed that polystyrene was not adsorbed to the structure (A-2).

なお、得られた試料、すなわちカーボンナノ構造体(A−2)について、前記(3)の評価方法と同様の方法により再分散性を評価した。その結果を表4に示す。   In addition, about the obtained sample, ie, carbon nanostructure (A-2), redispersibility was evaluated by the method similar to the evaluation method of said (3). The results are shown in Table 4.

(比較例C4)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにスチレン/アクリロニトリル/オキサゾリン共重合体((株)日本触媒製「エポクロスRAS−1005」)0.04質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−1)にスチレン/アクリロニトリル/オキサゾリン共重合体が吸着したカーボンナノ複合体の調製を試みたが、得られた試料について前記方法よりスチレン/アクリロニトリル/オキサゾリン共重合体の吸着量を測定したところ、カーボンナノ構造体(A−1)にスチレン/アクリロニトリル/オキサゾリン共重合体は吸着していないことが確認された。
(Comparative Example C4)
Example C1 except that 0.04 parts by mass of a styrene / acrylonitrile / oxazoline copolymer (“Epocross RAS-1005” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was used in place of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). In the same manner as described above, an attempt was made to prepare a carbon nanocomposite in which a styrene / acrylonitrile / oxazoline copolymer was adsorbed on the carbon nanostructure (A-1), but the styrene / acrylonitrile / oxazoline copolymer was obtained from the above method. When the adsorption amount of the polymer was measured, it was confirmed that the styrene / acrylonitrile / oxazoline copolymer was not adsorbed on the carbon nanostructure (A-1).

なお、得られた試料、すなわちカーボンナノ構造体(A−1)について、前記(3)の評価方法と同様の方法により再分散性を評価した。その結果を表4に示す。   In addition, about the obtained sample, ie, carbon nanostructure (A-1), redispersibility was evaluated by the method similar to the evaluation method of said (3). The results are shown in Table 4.

(比較例C5)
100質量部のNMPに対して0.04質量部のポリアミドイミドと0.05質量部のカーボンナノ構造体(A−2)とが含まれるように、NMPとポリアミドイミドのNMP溶液(荒川化学工業(株)製「コンポラセンAI1301」、固形分19.8質量%)とカーボンナノ構造体(A−2)とを混合した以外は実施例C5と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にポリアミドイミドが吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Comparative Example C5)
NMP solution of NMP and polyamideimide (Arakawa Chemical Industries) so that 0.04 parts by mass of polyamideimide and 0.05 parts by mass of carbon nanostructure (A-2) are contained with respect to 100 parts by mass of NMP. The carbon nanostructure (A-2) was prepared in the same manner as in Example C5 except that “Comporacene AI1301” manufactured by Co., Ltd., solid content 19.8 mass%) and the carbon nanostructure (A-2) were mixed. A carbon nanocomposite adsorbed with polyamideimide was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(比較例C6)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにポリビニルピロリドン(和光純薬工業(株)製「ポリビニルピロリドンK30」)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にポリビニルピロリドンが吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Comparative Example C6)
Carbon was prepared in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of polyvinylpyrrolidone (“Polyvinylpyrrolidone K30” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). A carbon nanocomposite in which polyvinylpyrrolidone was adsorbed to the nanostructure (A-2) was obtained. The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(比較例C7)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりに調製例7で得たポリメタクリル酸メチル0.04質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−1)にポリメタクリル酸メチルが吸着したカーボンナノ複合体の調製を試みたが、得られた試料について前記方法よりポリメタクリル酸メチルの吸着量を測定したところ、カーボンナノ構造体(A−1)にポリメタクリル酸メチルは吸着していないことが確認された。
(Comparative Example C7)
A carbon nanostructure (A-1) was prepared in the same manner as in Example C1, except that 0.04 parts by mass of polymethyl methacrylate obtained in Preparation Example 7 was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). ) Was attempted to prepare a carbon nanocomposite in which polymethyl methacrylate was adsorbed. When the amount of polymethyl methacrylate adsorbed was measured by the above method for the obtained sample, the carbon nanostructure (A-1) was obtained. It was confirmed that polymethyl methacrylate was not adsorbed.

なお、得られた試料、すなわちカーボンナノ構造体(A−1)について、前記(3)の評価方法と同様の方法により再分散性を評価した。その結果を表4に示す。   In addition, about the obtained sample, ie, carbon nanostructure (A-1), redispersibility was evaluated by the method similar to the evaluation method of said (3). The results are shown in Table 4.

(比較例C8)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)0.04質量部を用いた以外は実施例C1と同様にしてカーボンナノ構造体(A−1)にメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Comparative Example C8)
Carbon was prepared in the same manner as in Example C1, except that 0.04 part by mass of methyl methacrylate / 1-pyrenylmethyl methacrylate copolymer (C-1) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). A carbon nanocomposite was obtained in which the methyl methacrylate / methyl methacrylate 1-pyrenylmethyl copolymer (C-1) was adsorbed to the nanostructure (A-1). The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

(比較例C9)
イミド基含有ビニル系重合体(B−1)の代わりにメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)0.04質量部を用いた以外は実施例C2と同様にしてカーボンナノ構造体(A−2)にメタクリル酸メチル/メタクリル酸1−ピレニルメチル共重合体(C−1)が吸着したカーボンナノ複合体を得た。このカーボンナノ複合体の再分散性、吸着量、吸着安定性および熱分解温度を前記(3)〜(5)の方法により評価した。その結果を表4に示す。
(Comparative Example C9)
Carbon in the same manner as in Example C2, except that 0.04 parts by mass of methyl methacrylate / 1-pyrenylmethyl methacrylate copolymer (C-1) was used instead of the imide group-containing vinyl polymer (B-1). A carbon nanocomposite was obtained in which methyl methacrylate / methyl 1-pyrenylmethyl methacrylate (C-1) was adsorbed to the nanostructure (A-2). The redispersibility, adsorption amount, adsorption stability, and thermal decomposition temperature of this carbon nanocomposite were evaluated by the methods (3) to (5). The results are shown in Table 4.

表4に示した結果から明らかなように、本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体を用いた場合(実施例C1〜C9)には、本発明のカーボンナノ複合体を溶媒中に良好に分散可能であることが確認された。   As is apparent from the results shown in Table 4, when the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention was used (Examples C1 to C9), the carbon nanocomposite of the present invention was excellent in the solvent. It was confirmed that it was dispersible.

一方、本発明にかかるイミド基含有ビニル系重合体の代わりに低分子量化合物を用いた場合(比較例C1〜C2)やイミド基含有ビニル系重合体以外の重合体を用いた場合(比較例C3〜C7)には、カーボンナノ構造体に低分子量化合物や重合体の吸着が確認されていないか、あるいは吸着量が少なく、カーボンナノ構造体を凝集させずに溶媒中に分散させることは困難であった。他方、ピレニル基を含有するビニル系重合体を用いた場合(比較例C8〜C9)には、前記低分子量化合物や前記イミド基含有ビニル系重合体以外の重合体と比較してカーボンナノ複合体を溶媒中に分散させることが可能であった。   On the other hand, when a low molecular weight compound is used instead of the imide group-containing vinyl polymer according to the present invention (Comparative Examples C1 to C2) or when a polymer other than the imide group-containing vinyl polymer is used (Comparative Example C3). ~ C7), it is difficult to disperse the carbon nanostructure in the solvent without agglomeration, because the adsorption of the low molecular weight compound or polymer is not confirmed on the carbon nanostructure or the adsorption amount is small. there were. On the other hand, when a vinyl polymer containing a pyrenyl group is used (Comparative Examples C8 to C9), the carbon nanocomposite is compared with a polymer other than the low molecular weight compound or the imide group-containing vinyl polymer. Could be dispersed in the solvent.

また、イミド基含有ビニル系重合体が吸着した本発明のカーボンナノ複合体(実施例C1〜C9)は、ポリアミドイミドやピレニル基含有ビニル系重合体が吸着したカーボンナノ複合体(比較例C5、C8、C9)に比べて重合体の吸着安定性に優れたものであることが確認された。   Further, the carbon nanocomposites of the present invention (Examples C1 to C9) adsorbed with the imide group-containing vinyl polymer were carbon nanocomposites (Comparative Example C5, It was confirmed that the adsorption stability of the polymer was superior to that of C8 and C9).

さらに、イミド基含有ビニル系重合体が吸着した本発明のカーボンナノ複合体(実施例C1〜C9)は、ピレニル基含有ビニル系重合体が吸着したカーボンナノ複合体(比較例C8〜C9)に比べて重合体の熱分解温度が高く、耐熱性に優れたものであることが確認された。   Furthermore, the carbon nanocomposites (Examples C1 to C9) of the present invention in which the imide group-containing vinyl polymer was adsorbed were combined with the carbon nanocomposites (Comparative Examples C8 to C9) in which the pyrenyl group-containing vinyl polymer was adsorbed. It was confirmed that the polymer had a high thermal decomposition temperature and excellent heat resistance.

(実施例D1)
実施例C2で得たカーボンナノ複合体1.053容量%とポリフェニレンスルフィド樹脂(アルドリッチ社製ポリフェニレンスルフィド、溶融粘度275poise(310℃))98.947容量%とを含有する混合物700cmをドライブレンドにより調製した。ここで、カーボンナノ複合体の配合量は、カーボンナノ構造体へのイミド基含有ビニル系重合体の吸着量を考慮に入れた上で、混合物100容量%中に含まれるカーボンナノ構造体の容量が1容量%となるように計量して決定し、カーボンナノ複合体を除く残りがポリフェニレンスルフィド樹脂となるように前記混合物を調製した。この混合物を、ベントを備えた二軸押出機((株)テクノベル製、スクリュ径15mm、L/D=60)を用いてシリンダ設定温度300℃、スクリュー回転数100rpmの条件で溶融混練した。吐出された混練物をストランド状に押し出し、冷却後にカッターにより切断してペレット状の樹脂組成物を得た。このペレットはカーボンナノ複合体が均一に分散されたものであり、その外観は良好であった。また、ベントのルッキングガラスにイミド基含有ビニル系重合体の分解揮発生成物などの付着は確認されなかった。
(Example D1)
700 cm 3 of a mixture containing 1.053% by volume of the carbon nanocomposite obtained in Example C2 and 98.947% by volume of polyphenylene sulfide resin (polyphenylene sulfide manufactured by Aldrich, melt viscosity of 275 poise (310 ° C.)) was dry-blended. Prepared. Here, the compounding amount of the carbon nanocomposite takes into account the amount of the imide group-containing vinyl polymer adsorbed to the carbon nanostructure, and the capacity of the carbon nanostructure contained in 100% by volume of the mixture. The mixture was prepared so that the remainder excluding the carbon nanocomposite was a polyphenylene sulfide resin. This mixture was melt-kneaded using a twin-screw extruder equipped with a vent (manufactured by Technobell, screw diameter 15 mm, L / D = 60) at a cylinder setting temperature of 300 ° C. and a screw rotation speed of 100 rpm. The discharged kneaded product was extruded into a strand shape, cooled and then cut with a cutter to obtain a pellet-shaped resin composition. This pellet was obtained by uniformly dispersing the carbon nanocomposite, and the appearance was good. Moreover, adhesion of decomposition | disassembly volatilization products of an imide group containing vinyl polymer, etc. to the looking glass of a vent was not confirmed.

得られたペレットを130℃で6時間真空乾燥した後、成形温度300℃、金型温度130℃の条件で射出成形を行い、厚み2mmの成形品を得た。この成形品から25mm×25mm×2mmの試料を切出し、定常法熱伝導率測定装置(アルバック理工(株)製「
GH−1」)を用い、厚さ方向(流動方向に対して垂直方向)の熱伝導率を40℃(上下の温度差24℃)で測定した。熱伝導率は0.36W/mKであった。
The obtained pellets were vacuum-dried at 130 ° C. for 6 hours, and then injection molded under conditions of a molding temperature of 300 ° C. and a mold temperature of 130 ° C. to obtain a molded product having a thickness of 2 mm. A 25 mm × 25 mm × 2 mm sample was cut out from this molded product, and a steady-state thermal conductivity measuring device (manufactured by ULVAC-RIKO, Inc. “
GH-1 "), and the thermal conductivity in the thickness direction (perpendicular to the flow direction) was measured at 40 ° C (upper and lower temperature difference of 24 ° C). The thermal conductivity was 0.36 W / mK.

(比較例D1)
実施例C2で得たカーボンナノ複合体の代わりにカーボンナノ構造体(A−2)1容量%を用い、ポリフェニレンスルフィド樹脂の量を99容量%に変更した以外は実施例D1と同様にしてペレット状の樹脂組成物を作製した。このペレットにおいてカーボンナノ構造体(A−2)は均一に分散しておらず、ペレットの外観は実施例D1のものに比べて劣るものであった。また、得られたペレットを用いて実施例D1と同様にして成形品を作製して熱伝導率を測定したところ、0.32W/mKであった。
(Comparative Example D1)
Pellets were obtained in the same manner as in Example D1, except that 1% by volume of carbon nanostructure (A-2) was used instead of the carbon nanocomposite obtained in Example C2, and the amount of polyphenylene sulfide resin was changed to 99% by volume. A shaped resin composition was prepared. In this pellet, the carbon nanostructure (A-2) was not uniformly dispersed, and the appearance of the pellet was inferior to that of Example D1. Moreover, it was 0.32 W / mK when the molded article was produced using the obtained pellet like Example D1, and the heat conductivity was measured.

(比較例D2)
カーボンナノ複合体を使用しなかった以外は実施例D1と同様にしてポリフェニレンスルフィド樹脂(アルドリッチ社製ポリフェニレンスルフィド、溶融粘度275poise(310℃))700cmを溶融混練してペレットを作製した後、成形品を作製し、その熱伝導率を測定したところ0.24W/mKであった。
(Comparative Example D2)
A pellet was prepared by melting and kneading 700 cm 3 of a polyphenylene sulfide resin (polyphenylene sulfide manufactured by Aldrich, melt viscosity 275 poise (310 ° C.)) in the same manner as in Example D1 except that the carbon nanocomposite was not used. A product was prepared and its thermal conductivity was measured and found to be 0.24 W / mK.

実施例D1および比較例D1〜D2に示した結果から明らかなように、本発明のカーボンナノ複合体を配合したポリフェニレンスルフィド樹脂組成物(実施例D1)は、カーボンナノ構造体を配合した場合(比較例D1)に比べてカーボンナノ複合体の分散性および成形品の熱伝導率が向上した。これにより少量のカーボンナノ複合体の添加で系の増粘を抑制しながら効率的な熱伝導率の向上が可能であることが確認された。   As is clear from the results shown in Example D1 and Comparative Examples D1 to D2, the polyphenylene sulfide resin composition (Example D1) in which the carbon nanocomposite of the present invention was blended was blended with the carbon nanostructure ( Compared with Comparative Example D1), the dispersibility of the carbon nanocomposite and the thermal conductivity of the molded product were improved. Thus, it was confirmed that the addition of a small amount of carbon nanocomposite can efficiently improve the thermal conductivity while suppressing the thickening of the system.

以上説明したように、本発明によれば、溶媒中や樹脂中での分散性に優れたカーボンナノ複合体を得ることが可能となる。また、本発明のカーボンナノ複合体は耐熱性に優れているため、製造時に高温が要求される高耐熱樹脂などへ添加するといった高温での使用や均一分散が可能となる。   As described above, according to the present invention, a carbon nanocomposite excellent in dispersibility in a solvent or resin can be obtained. In addition, since the carbon nanocomposite of the present invention is excellent in heat resistance, it can be used at a high temperature such as being added to a high heat resistant resin that requires a high temperature during production, and can be uniformly dispersed.

したがって、本発明のカーボンナノ複合体は、カーボンナノ構造体が本来有する特性を生かせる用途、例えば、機械特性が求められる用途、電磁波遮蔽が求められる用途、耐熱性が求められる用途、寸法性が求められる用途(熱線膨張係数の低下)、熱伝導性が求められる用途、電気伝導性が要求される用途など様々な用途に展開可能であり、これらの特性が要求される樹脂成形体、樹脂シート、樹脂フィルムなどに好適に用いることができる。   Therefore, the carbon nanocomposite of the present invention is required for applications that make use of the characteristics inherent to the carbon nanostructure, such as applications that require mechanical properties, applications that require electromagnetic shielding, applications that require heat resistance, and dimensionality. Can be used for various applications such as applications where thermal conductivity is required, applications where thermal conductivity is required, applications where electrical conductivity is required, and resin molded bodies, resin sheets, It can be suitably used for a resin film or the like.

また、本発明においては高価な原料や製造プロセスは不要であり、カーボンナノ複合体や分散液、樹脂組成物の生産コストを削減することも可能となる。   Further, in the present invention, expensive raw materials and manufacturing processes are unnecessary, and the production cost of carbon nanocomposites, dispersions, and resin compositions can be reduced.

Claims (9)

カーボンナノ構造体と、前記カーボンナノ構造体に吸着し且つイミド基含有構成単位を含むビニル系重合体とを含有することを特徴とするカーボンナノ複合体。   A carbon nanocomposite comprising a carbon nanostructure and a vinyl polymer that adsorbs to the carbon nanostructure and includes an imide group-containing structural unit. 前記ビニル系重合体がさらにイミド基含有構成単位以外のビニル系モノマー単位を含むことを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノ複合体。   The carbon nanocomposite according to claim 1, wherein the vinyl polymer further contains a vinyl monomer unit other than the imide group-containing structural unit. 前記イミド基含有構成単位がマレイミド系モノマー単位を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノ複合体。   The carbon nanocomposite according to claim 1, wherein the imide group-containing structural unit includes a maleimide monomer unit. 前記ビニル系重合体の吸着量が前記カーボンナノ構造体100質量部に対して0.1質量部以上であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のカーボンナノ複合体。   The carbon nanostructure according to any one of claims 1 to 3, wherein an adsorption amount of the vinyl polymer is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the carbon nanostructure. Complex. 前記ビニル系重合体の熱分解温度が290℃以上であることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載のカーボンナノ複合体。   The carbon nanocomposite according to any one of claims 1 to 4, wherein a thermal decomposition temperature of the vinyl polymer is 290 ° C or higher. 前記カーボンナノ構造体の平均直径が1μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載のカーボンナノ複合体。   The carbon nanocomposite according to any one of claims 1 to 5, wherein an average diameter of the carbon nanostructure is 1 µm or less. 請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載のカーボンナノ複合体と溶媒とを含有することを特徴とする分散液。   A dispersion comprising the carbon nanocomposite according to any one of claims 1 to 6 and a solvent. 請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載のカーボンナノ複合体と樹脂とを含有することを特徴とする樹脂組成物。   A resin composition comprising the carbon nanocomposite according to any one of claims 1 to 6 and a resin. カーボンナノ構造体と、イミド基含有構成単位を含むビニル系重合体とを溶媒中で混合して前記カーボンナノ構造体に前記ビニル系重合体を吸着させることを特徴とするカーボンナノ複合体の製造方法。   Production of a carbon nanocomposite characterized in that a carbon nanostructure and a vinyl polymer containing an imide group-containing structural unit are mixed in a solvent to adsorb the vinyl polymer to the carbon nanostructure. Method.
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