2016 Fiscal Year Annual Research Report
Time-space Distribution of Residual Stresses in Polymeric Adhesives
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15K13789
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
田中 敬二 九州大学, 工学研究院, 教授 (20325509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
春藤 淳臣 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40585915)
犬束 学 九州大学, 工学研究院, 特任助教 (70735852)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 高分子構造・物性 / 表面・界面物性 / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、粒子追跡法に基づき、エポキシ樹脂の硬化過程における局所領域の粘度変化を座標および時間の関数として評価し、四次元マッピングを検討する。ここで、測定する領域の空間スケールを様々変化させることで、異なる長さスケールの不均一性を明らかにする。また、固化後の応力分布を可視化し、応力分布の発現機構を明らかにする。さらには、エポキシ樹脂で接着したポリエチレンテレフタラートフィルムの剥離試験における破壊挙動の観察・解析を行い、上記知見と比較・検討することを目的とする。本年度に実施した項目と主な研究成果は以下の通りである。
1）エポキシ樹脂の接着強度や剥離挙動を解析するため、ダブルカンチレバービーム（DCB）試験装置を新たにセットアップした。本試験では、エポキシ樹脂にて接着した二枚の透明基板の間に剃刀を一定の速度にて挿入し、剃刀先端から発生したクラックを計測する。クラックの発生・進展は接着状態を反映するため、本試験に基づきエポキシ樹脂の接着強度を評価できる。
2）エポキシ樹脂は、主剤となるエポキシ基を両端にもつエポキシ化合物と硬化剤と呼ばれるアミン化合物の反応・架橋によって得られる。エポキシ化合物とアミン化合物の混合液を2枚のポリカーボネイト(PC)基板で挟み込み、291Kおよび296Kにて所定時間硬化処理した。その後373Kで硬化して、DCB試験の測定試料とした。いずれの測定試料においても、すべてのエポキシ基が反応したことをFT-IR法にて確認した。
3）異なる硬化過程（291Kおよび296K）にて得られたエポキシ樹脂の接着強度をDCB試験に基づき評価した。いずれの硬化処理条件においても、剃刀の初期変位にて発生したクラックは段階的に進展すること（スティックスリップ現象）が確認された。291Kにて硬化した試料におけるクラックの平均長さは、296Kの場合と比較して小さいことが示唆された。
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