2017 Fiscal Year Research-status Report
ポリシランと各種高分子材料との特異的な相互作用発現メカニズムの解明と工業的応用
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17K06003
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
徳満 勝久 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (70336717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹下 宏樹 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (80313568)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ポリシラン / ポリプロピレン / 成形加工 / ウェルド / 力学物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PPにはi-PPを用い，ポリシランにはポリメチルフェニルシラン（PMPS）を用いて、PP/PMPSの混合割合の異なるブレンド試料を調製し、それを用いて射出成形機にて中心部にウエルド部を有する試験片を作製した。引張試験の結果より, PMPSを添加したPP試料は, PP単体と比較して破断ひずみが大幅に増加することが分かった. また, PMPSの添加量が増加するに従って, 弾性率, 降伏応力, 破断応力が減少する傾向が認められたことより, PMPSの添加は, PPに柔軟性を賦与する効果があると考えられる. 次に、ウェルド領域における形状変化を原子間力顕微鏡（AFM）により観察した結果、ウェルド間距離がPMPS未添加試料では約30mm程度あったものが、PMPS添加により約2/3程度まで減少することが分かった。これは、上記力学物性向上効果と合わせて考えると、ウェルド領域における溶融状態の改質効果におり、融着面積が向上し、その結果として力学物性も顕著に改善されたものと考えられる。更に, この溶融状態の改善効果についてレオメーターにより, PPの結晶の等温結晶過程に着目して検討を行った. その結果, 結晶化速度はPMPSの添加量が増加するに従って, 長時間側にシフトする結果となり, PMPSはPPの結晶化を遅延させる効果があることが分かった.さらにDSC測定の結果より, PPにPMPSを添加するとともに, 結晶化温度が低下する傾向が確認できた.
以上の結果より, PPにPMPSを添加したPPの分子運動性が向上し, その結果, 低温域から結晶の融解が始まるとともに, 融点以下の一定温度での結晶化速度が低下したものと考えられる. これらの結果より, 射出成形時のウエルド部ではポリシラン未添加PPと比較して, 長時間”結晶融解状態”を保持できるため, ウエルド強度が向上したものと考えられる.
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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
当初計画の1年目の計画通りおおむね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の推進方策は以下の通りである。
①PA ，PET系樹脂材料とPSiとの複合化条件として，混練条件温度（温度，圧力，時間及びサイドフィーダ利用条件等）の最適化を図る。
②実験結果をより詳細に理解するため，PSiの分子量効果，すなわちモノシラン～4量体ポリシランを中心としてPPを始め，エンプラ系材料とPSi分子との相互作用エネルギーを電子構造の計算(MO)および分子動力学 (MD)シミュレーション(MD/ME - Scigress/ ver.2. 2)による解析を行う。
③PSiがGFRPに与える物性改質効果の研究
工業的応用を目的として，現在我々の身の回りで多く用いられているガラスファイバー(GF)を補強剤とするフィラー充填系高分子複合材料へのPSi添加効果の研究を行う。特に，流動性改質効果と延性効果発現が期待されるので，それらの影響について検討する。
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| Causes of Carryover |
各種原料、実験用備品および試薬の納入時期が年度末間際になるため、翌年度繰り越しとした。翌年度に請求した助成金と合わせて、本年度の購入計画を再度策定した結果、研究計画には何ら支障はない。
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