炭素繊維強化オルトフトナイトリル（CF/APN）複合材料は、厚さ方向の熱伝導率が低く、高熱伝導分野での応用が制限されています。この問題を解決するために、本研究ではまず反応誘起相分離法を用いて平均粒径がそれぞれ25および200μmの2種類のAPN樹脂ミクロン球を調製し、その表面に少層グラフェン（FLG）を被覆してAPN25@FLGおよびAPN200@FLGの2種類の粒子を作製しました。これらAPN@FLG粒子を導熱増強相としてCF/APN複合材料系に導入し、直接FLGを添加する改質方法と比較して、APN@FLG粒子が複合材料の熱伝導性能制御と力学性能に及ぼす影響を検討しました。結果として、APN@FLG粒子を導入した改質法は直接FLGを添加する方法よりも熱伝導増強効果が著しく優れていることが示されました。APN@FLG粒子中のAPN樹脂ミクロン球は成形圧力下でのFLGの面内配向挙動を有効に抑制し、複合材料の厚さ方向熱伝導率を大幅に向上させました。FLG添加量が3.6wt%のとき、APN200@FLG/CF/APN複合材料の厚さ方向熱伝導率は1.62 W/(m·K)に達し、未改質のCF/APN複合材料と比較して189%向上しました。同時に、APN@FLG粒子導入後の複合材料の積層間せん断性能はほぼ維持され、粒子添加量が多い場合のみ曲げ強度がわずかに低下しました。本研究は高性能熱伝導複合材料の設計・製造に対し、有効かつ実用的な新たな戦略を提供します。

オルトフトナイトリル;炭素繊維;熱伝導率;少層グラフェン;配向