(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブが均一に分散されたカーボンナノチューブ強化ポリマーの製造方法であって、
Ａ）カーボンナノチューブを、水性媒体中で、水溶性の第１のポリマーまたは水溶性の界面活性剤のいずれかを含む水溶性の成分と接触させるステップと、
Ｂ）ステップＡ）から生じる生成物を、第２のポリマーの水性ラテックスまたは第２のポリマーの水溶性前駆体のいずれかと混合するステップと、
Ｃ）そのようにして得られた混合物から水を除去するステップと、
Ｄ）ステップＣ）からの生成物を、前記第２のポリマーが流動する温度に、または、前記第２のポリマーがその前駆体から形成される温度に加熱することによって前記第２のポリマーにおけるカーボンナノチューブの均一な分散を実現させるステップと、
Ｅ）ステップＤ）の生成物を所望の形状に加工するおよび／または固めるステップと、
を含むカーボンナノチューブ強化ポリマーの製造方法。
【請求項２】
単層ナノチューブを使用する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水溶性の界面活性剤が、ポリマー界面活性剤、または、炭化水素の硫酸塩もしくはスルホン酸の塩である請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のポリマーがアラビアゴムである請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のポリマーが、ポリアクリレート、スチレン系（コ）ポリマー、ブタジエン系（コ）ポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリル系（コ）ポリマー、（ハロゲン含有）ポリオレフィンおよびポリアミドからなる群より選ばれる請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のポリマーが、ポリアミドまたはポリスチレン系ポリマーである（あるいは、これらの前駆体から生じる）請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のポリマーが（半）結晶性または非晶質の熱可塑性ポリマーである請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ステップＣ）が蒸発、凍結乾燥または気流乾燥によって行われる請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ステップＤ）における温度が前記第２のポリマーの融点またはガラス点よりも１０℃〜１００℃高い請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項の方法によって得ることのできるカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【請求項１１】
カーボンナノチューブ３重量％以下において伝導度浸透閾値を有する請求項１０に記載のカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【請求項１２】
抵抗率が１０６Ω／ｃｍ未満である請求項１１に記載のカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【請求項１３】
ポリマーマトリックスが、ポリアミドまたはポリスチレン系ポリマーから選択される請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【請求項１４】
相対サイズディメンジョン（ＲＳＤ）が０．８５〜１．０の間であり、前記ＲＳＤはカーボンナノチューブ強化ポリマー中のカーボンナノチューブの縦横比と、未使用のナノチューブの縦横比と、の比率である、請求項１０に記載のカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【請求項１５】
前記ＲＳＤが少なくとも０．９である請求項１４に記載のカーボンナノチューブ強化ポリマー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカーボンナノチューブ強化ポリマーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンナノチューブをポリマーマトリックスと混合することに多大な努力が注がれている。得られる複合体は、その高い縦横比および電気伝導度といった特異的なナノチューブ特性によって、極めて少ない添加量で高い電気的および機械的特性を有することから、興味深い材料である。しかしながら、カーボンナノチューブを高い粘性を有するポリマーに分散することは困難であり、たいていはナノチューブを官能基化してナノチューブとポリマーとの間の引力相互作用を生じさせることによって試みられている。また、ナノチューブは強いファンデルワールス相互作用の結果として高度に束ねられているため、剥離された単一のナノチューブを分散するのは困難であると考えられている。
【０００３】
一般に、物質は、その電気伝導度δに関して３つの群に分類できる。すなわち、絶縁体（δ＜１０−７Ｓ／ｍ）、半導体（δ＝１０−７〜１０５Ｓ／ｍ）および導体（δ＞１０５Ｓ／ｍ）である。ポリマーの場合、典型的な伝導度の値は１０−１５Ｓ／ｍから１０−１２Ｓ／ｍに分布する。カーボン充填材は１０４Ｓ／ｍから１０７Ｓ／ｍの範囲の伝導度を有し得る。複合体では、伝導度は、高い充填材濃度において、純粋なカーボン種の場合よりもわずかに低い値で頭打ちになる。
【０００４】
カーボンナノチューブ強化ポリマーは、現在、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を、一般には束の形態で、ポリマーマトリックスと混合することによって製造されている。これらのＣＮＴの均質な分布を得るために、カーボンナノチューブは、個々のＣＮＴのポリマーマトリックスへの分散性を改善することを目的として、超音波処理または化学的な改良プロセスのいずれかによって予め処理される。そのようなポリマーマトリックス中へのＣＮＴの混合は、ポリマーマトリックス材料の電気伝導度だけでなく剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）も高める。
【発明の概要】
【０００５】
ポリマーマトリックスにおけるＣＮＴの均質な分散を得るために報告された方法では、チューブの縦横比の低下（これは、複合体の剛性、強度および伝導度にとって不都合である）および破壊か、または、チューブ表面が損傷すること（これはチューブの安定性および伝導度を低下させる）のいずれかが生じる。
【０００６】
本発明の方法はこの問題に対する解決策を提供する。その結果として、ＣＮＴは同じ長さおよび縦横比を実質的に維持する。本発明の方法から生じる強化ポリマーは、高い伝導度および機械的特性を有する。
【０００７】
J. Mater. Sci. 37, 2002, 3915-23ページには、ＣＮＴを充填材として使用するポリ（スチレン／アクリル酸ブチル）コポリマーナノ複合体を製造するための方法が記載されている。この方法では、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の水溶液中で懸濁された多層ＣＮＴ（ＭＷＮＴ）と、コポリマーのラテックスとが使用される。ナノ複合体の電気伝導度の有意な変化（いわゆる浸透閾値）を得るには、少なくとも３重量％のＭＷＮＴの量が必要とされる。
【０００８】
本発明の方法は、ＣＮＴの極めて少ない添加量で浸透閾値を有するカーボンナノチューブ強化ポリマーを提供する。また、ＣＮＴの他の懸濁物、ならびに、他のラテックスまたはその前駆体に基づくカーボンナノチューブ強化ポリマーを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法は、
Ａ）カーボンナノチューブを、水性媒体中で、水溶性の第１のポリマーまたは水溶性の界面活性剤のいずれかを含む水溶性の成分と接触させるステップと、
Ｂ）ステップＡ）から生じる生成物を、第２のポリマーの水性ラテックス（ｌａｔｅｘ）または第２のポリマーの水溶性前駆体（（ａ）  ｗａｔｅｒ−ｓｏｌｕｂｌｅ  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ（ｓ））のいずれかと混合するステップと、
Ｃ）そのようにして得られた混合物から水を除くステップと、
Ｄ）ステップＣ）からの生成物を、第２のポリマーが流動する温度に、または、第２のポリマーがその前駆体から形成される温度に加熱するステップと、
Ｅ）ステップＤ）の生成物を所望の形状に加工するおよび／または固めるステップと、
を含む。本発明の方法のステップを以下にそれぞれ述べる。
【００１０】
ステップＡ）：カーボンナノチューブの水性溶媒液からスラリーを調製する。この方法は、国際公開第０２／０７６８８８号パンフレットに記載されている。この刊行物には、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）を剥離し、それにより、基本的に単一のチューブを含有する安定な水性生成物を生じさせるための方法が記載されている。この刊行物では、剥離されたナノチューブを得るために水溶性のポリマー物質が用いられている。この刊行物の内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００１１】
本発明の方法では、ＳＷＮＴの使用が好ましい。これは、ＣＮＴ強化ポリマーの浸透閾値を得るのに必要なＣＮＴの量が、ＭＷＮＴを用いるのと比較して、はるかに少なくなるからである。このより少ない添加量はまた、強化ポリマーの機械的および流動特性を改善する。
【００１２】
国際公開第０２／０７６８８８号パンフレットに記載されているように、水溶性のポリマー物質は、天然または合成起源のどちらでも、好ましくは親水性であるべきである。本発明による方法では、第１のポリマーがアラビアゴム（Ｇｕｍ  Ａｒａｂｉｃｕｍ）であると好都合である。
【００１３】
本発明では、塩化ナトリウムなどの水溶性の塩のような電解質を（例えば、ステップＡにおいて）加えることは、その親水性が改善されているときに水溶性ポリマー物質の混合を良好にするのに好都合であることが示されている。これによって、カーボンナノチューブ強化ポリマーにおけるマトリックス中のＣＮＴの分散性が改善される。
【００１４】
ステップＡではまた、水溶性の界面活性剤が、ＣＮＴを効果的に剥離するために用いられ得る。ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）またはドデシルスルホン酸ナトリウムのような炭化水素硫酸塩または炭化水素スルホン酸の塩が好ましい。また、ポリアルキレンオキシド系界面活性剤も好ましい。
【００１５】
このステップＡ）のプロセスは、必須成分（水溶性のポリマーまたは界面活性剤、およびカーボンナノチューブ）を任意の順序で水または水性溶液中で接触させることによって行われる。生じる生成物として、前述の第１のポリマーまたは界面活性剤で被覆されているカーボンナノチューブが７５重量％まで得られる。このプロセス、すなわち、ステップＡ）においては、カーボンナノチューブに対する第１のポリマーまたは界面活性剤の質量比は、０．０５から２０の範囲とすることができる。
【００１６】
このステップＡ）が行われる温度は重要ではない。室温から７５℃の間の温度が非常に良好に適している。
【００１７】
カーボンナノチューブを良好に剥離するために必要な滞留時間は当業者によって容易に決定され得る。上記の目的のためには、１時間未満の滞留時間が十分であることが知られている。
【００１８】
ステップＢ）：ステップＡ）から生じる生成物が、第２のポリマーの水性ラテックスまたは第２のポリマーの水溶性前駆体（１つまたは複数）のいずれかと接触させられる。この第２のポリマーは、カーボンナノチューブ強化ポリマーのマトリックスを構成し、カーボンナノチューブが十分に分散されるポリマーである。当業者に公知の全ての水性ポリマーラテックスが使用され得る。第２のポリマーが、ポリアクリレート、スチレン系（コ）ポリマー、ブタジエン系（コ）ポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリル系（コ）ポリマー、（ハロゲン含有）ポリオレフィン（ポリエチレンまたはポリプロピレンなど）およびポリアミドからなる群から選択されることが好ましい。
【００１９】
また、そのような第２のポリマーに対する前駆体（１つまたは複数）は、そのまま使用されるか、または、乳化重合によって第２のポリマーに変換され得る水性溶液の形態で使用され得る。例えば、ナイロンが第２のポリマーとして使用されるとき、上記ポリマーのモノマー（例えば、ナイロン６を最終的なマトリックス物質として使用するときには、ε−カプロラクタム）を、このステップＢ）において使用することが好ましく、あるいは、マトリックス物質としてナイロン６，６またはナイロン４，６が目的とされるときには、アジピン酸の塩、および、ヘキサメチレンジアミンまたはジアミノブタンを使用することが好ましい。そのような第２のポリマーに必要な前駆体は、当業者に知られている。ポリアミドまたはポリスチレン系ポリマー（あるいは、その前駆体（（ａ）  ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ（ｓ）））をこのステップＢ）において使用することが好ましい。
【００２０】
このステップＢ）における温度は一般には１０から１５０℃の間である。圧力は、通常大気圧であるが、このステップＢ）または次のステップＣ）における加工性を考慮して増大させてもよい。このステップＢ）のための滞留時間は重要ではなく、通常１時間を超えない。
【００２１】
熱硬化性ポリマーおよび熱可塑性ポリマーのどちらもＣＮＴ強化ポリマーのマトリックスとして使用され得るが、（半）結晶性または非晶質の熱可塑性ポリマーの使用が好ましい。
【００２２】
ステップＣ）：プロセスステップＢ）で得られる混合物が、本発明によれば、（実質的にすべての）水を除くように処理される。この除去を達成するために、当業者は種々の物理的方法を利用することができる。これらの方法のうち、蒸発、凍結乾燥または気流乾燥の方法によってステップＣ）を行うことが好ましい。
【００２３】
ステップＤ）：これは、第２のポリマー中へのＣＮＴの均質な分散を実現することを目的とする。前段のステップにおいて、この第２のポリマーの前駆体（１つまたは複数）が使用されたときには、このステップＤ）はまた、第２のポリマーをこの／これらの前駆体から生じさせることを目的とする。第２のポリマーが熱可塑性ポリマーである場合、このステップＤ）における温度は、融点（（半）結晶性の第２のポリマーの場合）より、または、ガラス点（非晶質の第２のポリマーの場合）より、１０℃〜１００℃高くなるように選ばれる。第２のポリマーが熱硬化性ポリマーである場合、このステップＤ）における温度は、この第２のポリマーがその前駆体から形成され得るように選ばれ、その形成中には、本発明のプロセスのステップＥ）も適用される。
【００２４】
すべての場合において、このステップＤ）が実施される処理条件は当業者に知られており、それは、第２のポリマーの性質に依存している。
【００２５】
ステップＥ）：本発明の方法におけるステップＥ）は、ステップＤ）の生成物を所望の形状に加工するおよび／または固める。このステップＥ）は、成形ステップ、ペレット化ステップ、射出もしくは圧縮成形ステップ、または、固化したポリマー物体を形成する任意の公知のステップであり得る。
【００２６】
本発明におけるこのプロセスにより、用いられたＣＮＴの性質が維持されたＣＮＴ強化ポリマーが生じる。すなわち、このＣＮＴはほとんどまたは全く損傷しておらず、結果として、これらはその最初の長さおよびその最初の縦横比（ＡＲ）（ＣＮＴの直径に対する長さの比率）を維持している。このＣＮＴは基本的には個々にポリマーマトリックス中に分散される。したがって、このポリマーは、より良好な伝導度の特性だけでなく、より一層の剛性を有する。
【００２７】
本発明はまた、本発明の方法によって得ることができるカーボンナノチューブ強化ポリマーに関する。本発明（の方法）によれば、３重量％以下のＣＮＴで伝導度浸透閾値（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を有するポリマー複合体が得られる。特に、本発明の方法は、３重量％未満のカーボンナノチューブ含有量で、１０６Ω／ｃｍ未満の抵抗率を有する生成物を生じる。この技術分野では、そのような抵抗率は、Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．（上掲）中の記載に見られるように、はるかに多いＣＮＴの添加においてのみ達成される。
【００２８】
したがって、本発明はまた、その中に配合されているナノチューブの相対サイズディメンジョン（ＲＳＤ）（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｓｉｚｅ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）が０．８５〜１．０の間であるカーボンナノチューブ強化ポリマーに関する。ここで、ＲＳＤは、強化ポリマーにおけるナノチューブのＡＲと、未使用のナノチューブ（本発明の方法において出発物質として使用されたＣＮＴ）のＡＲとの比率である。さらにいえば、本発明のＣＮＴ強化ポリマーは少なくとも０．９のＲＳＤを有する。
【００２９】
本発明のＣＮＴ強化ポリマーは、改善された剛性および伝導度特性が活用され得る様々な用途に適用できる。遮蔽用途（例えば、電磁波シールド）；ガラス繊維充填ポリマーよりも良好な表面外観を有する自動車産業用の高弾性率の導電性車体パネル；ナノ電気デバイス（例えば、薄膜トランジスタ）などを挙げることができる。
【００３０】
本発明は、下記の非限定的な実施例および比較実験によって説明される。
【００３１】
実施例Ｉ
材料および技術
材料：ＣＮＴ−ＡＰ規格（Ｃａｒｂｏｌｅｘ）（ＳＷＮＴ）およびアラビアゴム（ＧＡ）（Ａｌｄｒｉｃｈ）は入手した状態で使用した。
【００３２】
ＣＮＴ＋ＧＡの水性生成物は、国際公開第０２／０７６８８８号パンフレットの教示に従って調製した。ＧＡを室温で水に溶解して、０．５重量％から１５重量％の溶液を調製した。束状のロープの網目構造を含む製造時のままの単層ナノチューブ（例えば、Ｃａｒｂｏｌｅｘ  ＡＰ規格）の粉末を、（０．２重量％〜３重量％の間の濃度の）ポリマー溶液中で、非常に穏和な条件（５０Ｗ、４３ｋＨｚ）で１５分間〜２０分間、超音波処理した。黒色の均質なインク状生成物が得られ、これを、（４００ｋｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有する）ポリスチレン（ＰＳ）ラテックスと混合した。
【００３３】
それから、この混合物を一晩凍結乾燥し（Ｃｈｒｉｓｔ  ａｌｐｈａ  ２−４）、乾燥粉末を、（４回の脱気処理の後）１６０℃で４分間、１０ＭＰａで圧縮成形した。
【００３４】
低温透過型電子顕微鏡検査（低温ＴＥＭ）（Ｃｒｙｏ−Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を、ＣＮＴ−ラテックス組成物の性質を研究するのに用いた。低温ＴＥＭは、サイズが約５ｎｍ〜１０ｎｍから１ミクロンの範囲の凝集物を直接的に可視化するために特に好適な技術である。サンプルは、新しく開発されたガラス化ロボット−Ｖｉｔｒｏｂｏｔ−を用いて調製した。ここでは、サンプルからの水の蒸発を防止するように、相対湿度をほぼ飽和に保った。溶液の３マイクロリットルの滴を、ＴＥＭの３００メッシュの銅グリッド（Ｔｅｄ  Ｐｅｌｌａ）に支持された炭素被覆されたレース状の基板に載せた。ろ紙による自動吸い取りの後、グリッド上に薄い液体の膜が生じるように、このグリッドをその融解温度で液体エタンの中に素早く入れ、ガラス化した膜を得た。その後、このガラス化された標本を、液体窒素環境下で低温ホルダ（モデル６２６、Ｇａｔａｎ  Ｉｎｃ．、Ｗａｒｒｅｎｄａｌｅ、ＰＡ）に移し、電子顕微鏡に入れた。この電子顕微鏡は、Ｔｅｃｎａｉ２０−Ｓｐｈｅｒａ（ＦＥＩ）であり、２から４マイクロメートルの公称アンダーフォカスにて２００ｋＶで操作される。作業温度は−１７５℃未満に保ち、画像をＧａｔａｎ７９４マルチスキャンデジタルカメラに記録し、デジタルマイクログラフ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ）３．６で処理した。
【００３５】
伝導度の測定
室温での電気伝導度の測定を、標準２点配置ＤＣ伝導度Ｋｅｉｔｈｌｙ電位計を使用して行った。
【００３６】
結果および考察
低温ＴＥＭ
ラテックスは画像化され、静的光散乱測定で補足されるように、ほとんど単分散であることが判明した。膜の伝導度および機械的特性の両方を最適化するための最も重要なパラメーターは、ＣＮＴとマトリックスとの間の相互作用の強さである。本発明では、個々のＣＮＴが最初にＧＡと接触しているので、両方の特性が高められる。
【００３７】
もう１つの結果は圧縮成形後の膜の均質性である：膜中のＣＮＴの分布は、ＣＮＴの全くまたはほとんど剥離されていない束による膜とは異なり、視覚的に均質であることが判明した。
【００３８】
あまりに多くのＧＡを使用した場合、膜は脆くなる。ラテックス含有量が低いサンプルを調製したときにも、同じ影響が見られる。しかしながら、低いＧＡ含有量を使用した場合には、ＣＮＴ束の溶解性および剥離が制限された。水溶性の第１のポリマーまたは水溶性の界面活性剤のタイプ、水性ラテックスの種類に応じて、これらの影響が生じる範囲が異なる。当業者であれば、その効果的な境界を決定することができる。
【００３９】
実施例ＩＩ／比較実験Ａ
実施例Ｉの生成物を抵抗率測定のために使用した。その結果を、ＭＷＮＴを使用したＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ（上掲）に示される結果と比較した。この比較の結果を図１に示す。
【００４０】
図１から、ＳＷＮＴを使用すると、伝導度浸透閾値が著しく低下することがわかる。
【００４１】
実施例ＩＩＩ〜Ｖ
実施例Ｉを繰り返した、ここでは、１重量％のＳＷＮＴおよび１％のＳＤＳを有する（ＳＷＮＴとＳＤＳとが１：１の重量比になる）水性分散物を使用した。図ＩＩに、ＧＡを使用したときに得られた結果と比較した、（ポリスチレン（ＰＳ）をマトリックスとして使用したとき（実施例ＩＩＩ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）をマトリックスとして使用したとき（実施例ＩＶ））の抵抗率測定の結果を示す。実施例Ｖでは、０．５重量％のＮａＣｌをＧＡ分散ＳＷＮＴ／ラテックスの溶液に加えた。
【００４２】
実施例ＶＩ〜Ｘ
これらの実施例では、高粘性のポリエチレン（ＰＥ）マトリックス中の個々の単層、剥離カーボンナノチューブからなる複合体の合成ならびにその電気的特性の研究を報告する。ナノチューブおよびＰＥの両方を水性溶液に分散させる。この方法の独特な点は、ＰＥの分散のためにラテックスの技術を用いることによることである。ナノチューブの官能基化は、ナノチューブとポリマー鎖との間の引き合う力が要求されないので、全く不要であった。この方法の環境上での利点は、ＳＷＮＴ溶液ならびにＰＥラテックスが水性溶液であるということである。
【００４３】
固体含有量がおよそ２〜３重量％であり、粒子サイズが約３００ｎｍである安定なＰＥラテックスを得るために、エチレン乳化重合技術を使用した。安定な水性ＳＷＮＴ／ＰＥ混合物が達成され、これは凍結乾燥に適していた。ＰＥラテックス粒子またはナノチューブの沈殿は観測されなかった。
【００４４】
圧縮エチレンをＡｉｒ  Ｌｉｑｕｉｄｓから購入し、入手時のまま使用した。ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）をＭｅｒｃｋから入手した。実施例Ｉと同様に、ＣＮＴ−ＡＰ規格カーボンナノチューブを使用した。エチレンの乳化重合を触媒するのに、中性ニッケル触媒を用いた。
【００４５】
調製はアルゴン下の乾燥容器内で行い、すべての溶媒を脱気した。事前に合成した中性ニッケル（ＩＩ）触媒錯体を５ｍｌのアセトンに溶解した。ＳＤＳを９５ｍｌの水に溶解した。両方の溶液を機械的に撹拌された重合反応装置に加え、これを続いてエチレン圧力（４ＭＰａ）下に置いた。重合を２時間行った。得られたラテックスをＳｃｈｌｅｉｃｈｅｒ＆Ｓｃｈｕｅｌｌ紙フィルター（５８９ブラックリボン）に通して注いだ。
【００４６】
ラテックスの粒子サイズ分布は、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２３０小体積光学モジュールを使用して、レーザー回折粒子サイズ分析によって決定した。
【００４７】
ラテックスの固体含有量は、水分およびアセトンを蒸発させ、沈殿ポリエチレンを得、続いて、その重量を秤量することによって測定した。
【００４８】
ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）の１重量％水溶液を調製し、続いてこれを１重量％のＳＷＮＴ溶液を作製するのに用いた。この溶液を超音波処理し（２０Ｗで１５分間）、４０００ｒｐｍで２０分間遠心分離した。その後、溶液をデカンテーションする。
【００４９】
このＰＥラテックスを種々の量のＳＷＮＴ溶液と混合して、０．１から１．５重量％の間のカーボンナノチューブを含有する複合体を得た。混合物は２日間凍結乾燥して、水およびアセトンを除いた。灰色の複合体粉末が残り、この粉末を、Ｃｏｌｌｉｎ  Ｐｒｅｓｓｅ  ３００Ｇを使用して、ポリ（エチレンテレフタレート）シートの間で１６０℃および１０ＭＰａで圧縮成形した。得られた黒色の膜は厚さが約０．１ｍｍであった。
【００５０】
この膜上に、イソプロパノール基剤でのグラファイト導電性接着剤（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ）で接触ラインを引き、その後、電気抵抗率を、Ｋｅｉｔｈｌｅｙ２３７−６２１７Ａの設定を使用して測定した。
【００５１】
超低温透過型電子顕微鏡観察による研究は、実施例Ｉのように、ＰＥラテックス、および、ＰＥラテックスとＳＷＮＴ溶液との混合物について行った。
【００５２】
ラテックスの粒子サイズおよび固体含有量は、異なるラテックスについて測定した。エチレンの水への溶解性が悪いために、エマルジョンのポリマー含有量は低かった。表１に、得られたデータを示す。
表１：ラテックスの特徴
0004537380.tif 000002
【００５３】
ＰＥラテックスの低温ＴＥＭ画像が得られ、これは、レーザー回折結果と一致する約４００ｎｍまでの直径を有する非球状のＰＥ粒子を示していた。粒子の異方性は、伝統的なポリスチレン乳化重合と比較すると、結晶化速度がＰＥ粒子の成長よりも速いことを示している。
【００５４】
また、ＰＥラテックスとＳＷＮＴ溶液との混合物の低温ＴＥＭ画像も得られた。ＰＥ粒子とＳＷＮＴとの間での反発は観測されず、これは、剥離されたチューブがＰＥラテックス／ＳＷＮＴ溶液の混合物の全体によく分散されたことが示している。
【００５５】
均質な複合体膜が凍結乾燥および圧縮成形の後で得られた。浸透閾値はＰＥ中に０．５重量％のＳＷＮＴを含む場合よりも低かった。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例ＩＩで得られた抵抗率とＭＷＮＴを用いた場合に得られた抵抗率とを比較するグラフである。
【図２】実施例ＩＩＩ及びＩＶで得られた抵抗率と実施例ＩＩで得られた抵抗率とを比較するグラフである。
【図１】
0004537380.tif 000003
【図２】
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