Systematic design of polymer flame retardant materials by 4 dimensional combustion state analysis
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22K04625
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25020:Safety engineering-related
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
中島 江梨香 中部大学, 工学部, 講師 (70708932)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 燃焼状態 / 画像解析 / データベース化 / 判別分析 / 高分子材料 / 難燃 |
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| Outline of Research at the Start |
環境規制の強化により主要難燃剤の使用が困難となってきており、さらにそれら難燃剤を含んだコンポジット材料は、急速に発展する高周波域電子機器の高性能な機械材料特性要求を満たせなくなってきている。このようなジレンマを解決すべく本研究は、１）燃焼評価及び熱分解生成物、分子量などを化学分析に加え、光学画像解析プログラムを用いて、経時的に燃焼状態を画像解析し、高分子材料の燃焼状態および劣化を数値評価し、データベースを構築する。２）高分子マトリックス構造を積極的に変化させ、構造変化による燃焼性への影響を解析する。以上によって、新しい燃焼抑制方法の有効性を示すとともに、統計的かつ合理的な難燃材料の設計をする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高分子材料の難燃化技術は、安心で安全な社会構築には必要不可欠であるが、環境規制の強化によりハロゲン化合物、りん系化合物を代表する主要難燃剤の使用が困難となってきている。さらにそれら難燃剤を含んだコンポジット材料は、急速に発展する高周波域電子機器の高性能な機械材料特性要求を満たせなくなってきている。このようなジレンマを解決すべく本研究は、１）独自に開発した光学画像解析プログラムを用いて、経時的に燃焼状態を画像解析し、燃焼試験中の高分子材料の燃焼状態および劣化を詳細に数値評価し、データベースを構築し、２）高分子材料の熱分解開始温度域で高分子マトリックス構造を積極的に変化させるという新しい手法で燃焼を抑制させる。本研究は、高分子材料は本質的に燃えないということを念頭に置いた世界を先導する研究アプローチであり、経時的に環境に配慮した燃焼抑制手法を施し、システマティックに材料を設計する。
本年度は、燃焼挙動の画像解析を行い，これまでの燃焼試験，熱重量減少測定等で得られる従来知見に加え，時間軸での燃焼挙動の数値的情報を蓄積することを第一の目的とし，画像解析を用いて樹脂の燃焼状態を時系列で把握し，樹脂固有の燃焼状態を数値化し，データベース化した。さらに，得られたデータベースから抽出した特徴量のみで，未知試料の樹脂の判別を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
代表的な樹脂に対し，これまでの燃焼試験，熱重量減少測定等で得られる従来知見に加え，燃焼挙動の画像解析を行い時間軸での燃焼挙動の数値的情報を蓄積した。樹脂の燃焼状態を時系列で把握し，樹脂固有の燃焼状態を数値化し，データベース化から抽出した特徴量のみで，未知試料の樹脂の判別を行うことに成功した。特殊な分析機器や特殊技術を用いることなく、より簡易的に樹脂ごとの燃焼状態の差異を理解することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
代表的な難燃剤を添加した試料などの燃焼状態を画像解析し、データを蓄積することにより、樹脂、難燃剤の判別をできるようにする。そして、どのようなメカニズムで燃焼性が抑制されているのかを解明する。そして、その知見をもとに、より少量の添加で燃焼抑制効果が得られるように難燃剤の共添加を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
