2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study about the suitability evaluation of polymer alloy with high thermal stability as matrix resin for next generation CFRTP
| Project/Area Number |
16K18245
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
入澤 寿平 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30737333)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 複合高分子 / 耐熱性ポリマーアロイ / CFRTP / リサイクル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
航空機エンジン部材等で利用可能な耐熱性に優れた次世代CFRTPを開発することを目的として，ポリマーアロイ技術を応用した耐熱性樹脂の母材適合性を検討した．
まず，次世代CFRTPの比較となる既存（ポリアミド６母材）CFRTPや，航空機用途CFRTPの母材として一部検討が進められるポリエーテルイミド（PEI）やポリエーテルサルフォン（PES）を母材としたCFRTPに関する耐熱評価を進めた結果，150℃程度までの耐熱性しか確保できないことを明らかとした．一方で，開発するCFRTPが普及した場合にはその廃棄量も膨大となることが予想され，リサイクル性の確保も重要である．そこで，これらCFRTPのリサイクル技術として，加熱再成形するリサイクル手法と，CFRTP中から母材樹脂を熱分解もしくは薬剤によって化学分解させて炭素繊維のみ回収するリサイクル手法について検討を行った結果，PEIとPESを母材とするCFRTPは高いリサイクル性を有することを明らかにした．
CFRTPの耐熱性を改善する手段として，極めて高い耐熱性を有した樹脂であるポリンベンズイミダゾール（PBI）（熱可塑性無し）をPEIとアロイ化し，母材樹脂として適用することを検討した．このアロイをCFRTP母材として適用した際に耐熱性の向上が認められるものの，樹脂の熱可塑性に若干の低下が認められた．そこで，最終年度は成形時間・温度の最適化あるいは耐熱性とのバランスを図りながらアロイ樹脂の配合について検討を進めた．その結果，アロイ化による熱可塑性の低下によってCFRTPを成形する際にプリプレグ層間の十分な接着が得られない点が課題であったが，最終的に200℃でも室温と同程度の弾性率を維持するCFRTPを得ることに成功した．また，PEIやPES母材CFRTPの有した高いリサイクル性も維持されることを明らかとした．
|
