2018 Fiscal Year Annual Research Report
The construction of the fiber dispersion technology and of the interfacial adhesion technology of natural fiber reinforced plant-derived engineering plastics composites
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16K06750
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
西谷 要介 工学院大学, 工学部, 教授 (30439260)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオマス / 複合材料・物性 / 材料加工・処理 / 環境材料 / グリーンコンポジット / 機械的性質 / 表面処理 / エンジニアリングプラスチック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物由来原料を用いて実際の機械材料として多用されているエンジニアリングプラスチック（エンプラ）に匹敵する機械的性質や耐熱性を有する高性能かつ環境性能に優れた材料を開発するために，強化繊維およびマトリックス樹脂ともに植物由来原料を用いた天然繊維強化植物由来エンプラ系複合材料の創製に必要な繊維/樹脂間の界面接着性および複合材料中における繊維分散性の技術を構築することを目的に検討している．具体的には，１．天然繊維コーティング技術，２．天然繊維の分散性技術，３．天然繊維/樹脂間の界面制御技術，および４．天然繊維強化植物由来複合材料のレオロジー的性質評価の４つを同時に検討したものである．平成30年度にこれらを検討した結果，以下の知見を得た．
（１）これまでに検討してきた水酸化ナトリウム水溶液によるアルカリ処理（脱脂処理）とウレイドシランカップリング剤による表面処理の併用に加えて，さらにエポキシ樹脂溶液（1%）をコーティングする新たな表面処理を検討し，強度および弾性率などの機械的性質の向上だけでなく，摩擦係数，比摩耗量および限界pv値などのトライボロジー的性質も改質することを明らかにした．
（２）前年度までに検討した溶融混練時に使用する二軸押出機のスクリュパターンを変更に加えて，さらに第3成分として植物由来熱可塑性エラストマーを併用することで，天然繊維の分散性が変化し，耐摩耗性をはじめとしたトライボロジー的性質をさらに向上できることを明らかにした．
これらの検討から，各種処理液による表面処理効果とスクリュパターン変更などの成形加工技術，また第3成分として他ポリマーを導入する材料設計技術を組み合わせることにより，繊維/樹脂間の界面接着性や複合材料中の繊維分散性を制御することが可能であり，その結果，各種物性を改質できることを明らかにした．
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