フィラーの違いによる粘度の違い

質問

エポキシ系の接着剤などを使用するときに、エポキシにシリカや窒化アルミなどのフィラー入れて、熱膨張係数や熱伝導率を変化させるということをしますが、同じ量入れても種類によって粘度に違いが出てしまいます。

これは、物質のなにかの材料定数によるものなのか、入れるものの形状（粒子の大きさや球度など）によるものなのか、それとも別の要因なのでしょうか？同じシリカでも、種類によって違うような気がするんですけど・・・。たとえば、窒化アルミを大量に入れるためにはなにを改善すればよいのでしょうか？

回答No.1

shota_TK

基本的には「充てん量」の影響を強く受けますが（まあ当然ですよね）、
それ以外にも、様々な影響があり、なかなか「材料定数」のように扱うのは
難しいと思います。

まず、物理的な因子ですが・・・
充てん量を減らせば、粘度は下がりますが、それ以外に大きな影響を与える
要素として、形状があります。球形粒子の場合、不定形と比較すると粘度は
とても低いです。また、粒度分布も影響を与えます。
自信ないのですが、シャープな分布の方が粘度が低かったと思います。
（ピークが２つあった方が良かったような気もします・・・汗）
また、同じ充てん量なら、平均粒径が小さい方が粘度が高いと思います。
（粒径が小さい方が表面積が多いので）
それから、表面に複雑な凹凸があったりすると、粘度が高くなりますよね。
あと、密度も影響を与えると思います。密度が極端に大きいと、沈降してしまいますね。

次に、化学的因子。
これは、樹脂と液体との相互作用（濡れ性など）によって決まります。
自信ありませんが、濡れ性が悪いと粘度が低いと思います。
例えば、アルミナなどはエポキシとの接着性が悪いので、
接着性のいいシリカと比較すると粘度は低くなるのではないでしょうか（自信ナシ）。

で、フィラーを大量に入れる方法ですが、球形粒子を入れるのがいいと思います。
また、樹脂も粘度の低い種類のものを使用した方がいいですね。
エポキシの場合、粘度を下げるのが大変ですね。
不飽和ポリエステル樹脂なら、スチレンを入れれば簡単に粘度が下げられますが・・・
とりあえず、そんなところでしょうか。
すみません、今、手元に何も資料がないので、覚えてる範囲はこのぐらいです。