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High tensile strength polymer composites using aligned carbon nanotubes

Research Project

Project/Area Number 23560823
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Composite materials/Physical properties
Research InstitutionJapan Aerospace Exploration Agency

Principal Investigator

OGASAWARA Toshio  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 航空本部, 主幹研究員 (20344244)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2011: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsカーボンナノチューブ / 複合材料 / 表面改質 / 高分子材料 / 材料力学 / エポキシ / 熱可塑性樹脂 / 真空紫外光 / carbon nanotube / composite / PPS / epoxy / 力学特性 / プリプレグ
Research Abstract

This study examined the mechanical properties of aligned NWCNT/ epoxy composites processed using a hot-melt prepreg method. Vertically aligned ultra-long CNT arrays were synthesized using CVD with high growth rate, and were converted to horizontally aligned CNT sheets. An aligned CNT /epoxy prepreg was fabricated using hot-melting with B-stage cured epoxy resin film. The resultant composites exhibit high Young's modulus and tensile strength.
For example, the maximum elastic modulus and ultimate tensile strength of a CNT (32.8 vol.%) /epoxy composite were 89 GPa and 239 MPa. CNT orientation angle distribution was quantitatively examined. Mori-Tanaka theory was adopted to estimate the elastic moduli of the composites. The numerical calculation results suggested that the Young's moduli of unidirectional CNT composites (32 vol.%) and 2-D randomly oriented CNT composites (35 vol.%) are almost equal to those of unidirectional and quasi-isotropic CFRP laminates, respectively.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (26 results) (of which Invited: 2 results)

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      Composites Science and Technology (2013)

      Volume: 48 [14] Pages: 48-56

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      日本複合材料学会誌

      Volume: 339 [6] Pages: 240-247

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      T. Tsuda, T. Ogasawara, S-Y Moon, K. Nakamoto, N. Takeda, Y. Shimamura, Y. Inoue
    • Journal Title

      Composites Science and Technology

      Volume: 88 Pages: 48-56

    • DOI

      10.1016/j.compscitech.2013.08.034

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      Volume: 71 Issue: 16 Pages: 1826-1833

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      仙台市
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Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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