繊維強化有機ハイブリッド系の構造リストラクチュアリングと低周波音吸収特性

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450276
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 住田 雅夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30016654)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富永 洋一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30323786) ; 浅井 茂雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80212463)
• Keywords: 有機ハイブリッド材料 / 損失弾性率 / 損失正接 / 結晶化速度 / 音響特性 / 低分子リッチドメイン構造 / 気相成長炭素繊維 / 低周波領域の垂直吸音率

Research Abstract

CPE/DZ系有機ハイブリッド材料では、非晶試料において損失弾性率と損失正接がDZ充填量と共に増大するが充填量が43wt%をしきい値として急激に増大する。DSC測定からTgが高温側にシフトすることからCPEとDZに分子間相互作用の存在としきい値以上で結晶化および融解ピークが観測され結晶化が容易なDZ凝集部(低分子リッチドメイン)の存在が認められた。広角X線回折から、しきい値以上で低角度側でCPEとは異なる新たな非晶ハローが観測され、低分子リッチドメインの存在が確認され損失弾性率の急激な増大が低分子リッチドメインによるものである事が明らかとなった。DZの結晶構造は単斜晶、単純格子でハイブリッド材料の結晶化速度はDZ単体に対してCPE存在下のほうが結晶化速度が速くマトリックスが低分子の結晶成長を促進することがわかった。CPE/DZの音響特性は60℃の熱処理により250,700Hzに新たに吸音ピークが観測された。SEM観察から熱処理試料に配列したシリンダー状結晶ドメインが観測され、この結晶ドメインのサイズおよび配向度に対応して低周波領域の垂直吸音率が変化することがわかった。熱処理試料のDSC測定から2種類の融点を持つ結晶の存在が確認されたが、このうち低融点側の結晶が低周波領域の垂直吸音率と関係していることがわかった。CPE/AR/DZ系ハイブリッド材料では、低分子がCPE相に偏在すること、DZの相変化はCPE/DZ系と類似的であるが、ARのTgがCPEよりも低いため広い温度範囲で損失正接が高い材料が得られることがわかった。AR/BPSR系ハイブリッド材料は相溶系であり3〜4の高い損失正接を有し、気相成長炭素繊維を3wt%添加することにより損失正接を90%維持しつつ貯蔵弾性率を約3倍に増大できることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] G.H.Kwak, K.Inoue, Y.Tominaga, S.Asai, M.Sumita: "Characterization of the Vibrational Damping Loss Factor and Viscoelastic Properties of Etylene-Propylene Rubbers Reinforced with Micro-scale Fillers"Journal of Applied Polymer Science. 82・12. 3058-3066 (2001)
• [Publications] H.Kaneko, K.Inoue, Y.Tominaga, S.Asai, M.Sumita: "Damping Performance of Polymer Blend/Organic Filler Hybrid Materials with Selective Compatibility"Materials Letters. 52. 96-99 (2002)
• [Publications] 伊藤哲也, 住田雅夫: "有機ハイブリッド制振材料の振動減衰特性と力学特性の関連"機械の研究. 54・12. 1217-1220 (2002)