1995 Fiscal Year Annual Research Report
ガラス短繊維強化FRTPの疲労に及ぼす界面特性の影響
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06805010
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| Research Institution | DOSHISHA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
藤井 透 同志社大学, 工学部, 教授 (20156821)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松岡 敬 同志社大学, 工学部, 助教授 (80173813)
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| Keywords | FRTP / ポリプロピレン / 短繊維 / 長繊維ペレット / 静的強度 / 疲労 / クリープ / 低温プラズマ |
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| Research Abstract |
はじめに,射出成形およびスタンピング成形された短繊維強化FRTPの静的及び疲労特性に及ぼす母材(主としてポリプロピレン(PP))と強化材との界面特性の影響について調べた.その結果,長繊維ペレットを用いた射出成形FRTPの静的強度はいずれも短繊維ペレットの射出成形FRTPより約80%静的強度が向上することがわかった.また,降伏点にも改善が認められた.しかし,剛性は静的強度ほどに増加しなかった.射出成形により繊維が破損するため,ペレット中の繊維長は8〜10mmあれば十分である.一方,疲労特性については,長繊維ペレットを用いたFRTPの疲労強度は低サイクル寿命領域で,短繊維ペレットFRTPより30〜80%高いが,高サイクル寿命領域ではその差は僅かとなり繊維長の疲労強度に及ぼす影響は小さくなることがわかった.また,PP母材中の繊維が長いことにより,クリープ変形に対する特性が大幅に改善される.さらに,PP母材はほとんど吸水しないが,ガラス繊維と複合化されることでFRTPの吸水能が高くなること,母材とガラス繊維の界面で吸水されることもわかった.この吸水によりFRTPの静的引張り強度,疲労強度ともに低下する.しかし,吸水による静的強度の低下は20%程度と少ない.ガラス繊維と接触する側のPPシート表面を低温プラズマにより処理し,繊維との親和性を高めることにより,安価で強度特性の優れた熱可塑性樹脂を母材とするFRTPの製造の可能性を示した.この処理により,はく離強度は50%,静的強度も約20%の向上が確認された.さらに,FRPについても,母材樹脂を変性することにより,強化材との界面特性が改善されることから,エポキシ母材に超微粒子ゴム混入による静的および疲労強度の向上を図った.繊維/母材間の界面特性の改善と母材の高じん性化によりCFRPの静的および疲労特性が大幅に改善されることが示された.
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[Publications] 廣瀬功二,藤井透他: "FRTPの吸水および強度特性に及ぼす海水環境の影響" 強化プラスチック協会誌. 41. 303-310 (1995)
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[Publications] T. Katayama, T. Fujii 他: "Study on characteristics of glass fiber reinforced themoplastics by transfer molding" COMPOSITES'95: Recent Advances in Japan and the United States Proc. the 7th Japan-U. S. Conf. on Composite Materuals. 669-676 (1995)
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[Publications] M. Higashino, T. Fujii 他: "Strength and damage accumulation of carbon fabric composites with a cross-linked NBR modified epoxy under static and cyclic loadings" COMPOSITE STRUCTURES. 32. 357-366 (1995)
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[Publications] K. Hirose, T. Fujii 他: "Development of a new floating pier system for marinas using GMT (Glass fiber Mat-reinforced PP stampable sheets)" Proc. of the 27th Int. SAMPE Tech. Conf.867-876 (1995)
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[Publications] T. Watanabe & T. Fujii: "Effect of fiber length on static and fatigue strengths of short fiber reinforced thermoplastics with polypropylene matrix" Proc. of Energy Week '96 Symposium on Composite Materials Design and Analysis. (印刷中). (1996)
