樹脂・複合材料の導電性劣化調査

樹脂やゴムをマトリックスとした導電性高分子材料の電気化学的劣化評価を行います

電気化学的評価手法の1つであるサイクリックボルタンメトリーを導電性高分子材料の劣化評価に適用します。

劣化評価の方法

  • 劣化評価方法として、電気化学的測定手法の1つであるサイクリックボルタンメトリー(※1)を適用することで、熱分析による重量変化やX線回折による構造解析等では把握が難しかったIn-situでの導電性高分子材料の変化を追うことができ、微小な劣化挙動を捉えることが可能となります。
  • 電子材料では、多数回の掃引を行っても応答電流、すなわちサイクリックボルタモグラムがほとんど変化しないことが要求 されます。応答電流の変化は、掃引中にサンプルの分解が起こっている事を示しており、変化の大きい材料は、酸化還元 反応を繰り返し受ける部材には適していないと判断されます。
  • 当社では、この手法による導電性高分子材料の電気化学的な劣化評価をお引き受けしております。
(※1)サイクリックボルタンメトリー:
電極電位を直線的に掃引し応答電流を測定する、電気化学的測定手法の1つです。
図1 印可電圧の入力パターン例 図1 印可電圧の入力パターン例
図2 サイクリックボルタモグラム 図2 サイクリックボルタモグラム

劣化評価の事例(雨水モニターのセンサー部に使用されている導電性プラスチックの劣化評価)

写真1 測定装置の外観 写真1 測定装置の外観
サイクリックボルタンメトリーを繰り返し行い、得られたサイクリックボルタモグラムから酸化電流と還元電流の変化を測定します。
室温では繰り返し測定を行っても変化はありませんが、溶液温度を80℃付近まで上げると、酸化電流が増加しました。
このことから、溶液温度の変化により導電性プラスチックの溶液界面での酸化反応に変化が生じたことがわかり、溶液温度が導電性物質の酸化による変質に影響を及ぼすことが確認されました。

作業の流れ

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部