2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of foldable and regenerative polymers for plastic origami engineering
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17H03108
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
落合 文吾 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (20361272)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 吉将 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (30791818)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ラジカル重合 / 形状記憶 / 環化重合 / 折り紙工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１ 重合条件の最適化
三次元構造体を作製するため、２－エチルヘキシルアクリレート、アクリロニトリル、および大環状構造を形成して環化重合する二官能アクリレートのラジカル共重合を軸分子と光開始剤存在下で行い、さまざまな光照射条件で硬化物を作製した。その結果、UV照射では、照射波長が長い方がより強靱な材料を与えた。さらに室内光のような弱い光で静置した場合に、UV硬化よりも強靱な材料が得られた。これは、より低エネルギーの光を用いて重合をゆるやかに進行させることで、副反応が抑制されたためと考えられる。また、開始剤を変えて重合を行ったところ、表面硬化性が低い開始剤の方がより強靱な硬化物を与えた。結果的に、フィルムにおいて、従来の光硬化よりもヤング率も破断伸張率も高い材料を得ることができた。
２ 三次元構造体の作製と機能評価
上記の室内光下での硬化により、直径１ｃｍ、高さ２ｃｍ程度の円柱状の立体物を作製した。この円柱体は人力で圧縮等が不可能な程度（高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの中間程度の弾性率）に堅かったが、プレス機では圧縮でき、９０％圧縮しても破壊されなかった。これを直接もしくはマイクロ波で加熱すると、９５％程度まで高さを回復することができた。ここで圧縮率を７０％に抑えて圧縮-回復試験を行ったところ、回復率は１００％となった。さらに、この圧縮と加熱による形状回復を５回繰り返しても回復率は１００％を維持できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画とほぼ同等の進捗で進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
３Dプリンティング等によるより複雑な形状の材料合成、開始剤やモノマー等の更なる最適化を行う。この成形体の特性を評価し、プラスチック折り紙としての機能を明らかにする。
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