2018 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanistic Analysis and Application of Dissimilar Materials Bonding Methods Using Epoxy Monolith
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17K19160
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
松本 章一 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00183616)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 機能性高分子 / 界面・表面 / エポキシモノリス / 多孔材料 / 金属樹脂接着 / エポキシ樹脂 / アンカー効果 / 異種材料接合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度の高強度接合に関する成果をさらに発展させ、様々なエポキシ化合物、硬化剤、ポロゲンの組み合わせを用いて高強度化および高耐熱化に向けたエポキシモノリス多孔体の材料設計を展開した。芳香族ジアミンを用いたエポキシモノリスの作製段階において硬化速度が遅くなり、それに伴いモノリス細孔径も変化することを見出した。いずれの系に対してモノリス多孔体が300Cを超える熱安定性を有することを確認し、ポリフェニレンスルフィドなどのエンジニアリングプラスチックに対しても本接合法が有効であることを明らかにした。また、多官能性エポキシ樹脂を用いた場合でもモノリスが作製できることを確認し、エポキシ樹脂の構造に応じて機械特性制御が可能であることを確認した。さらに、エポキシモノリスの密着性ならびに界面接着強度の評価を行い、モノリス成分としてエポキシ基が柔軟な構造で連結された二官能性エポキシ樹脂を添加したところ、添加量に応じてガラス転移温度が大幅に変化し、密着性ならびに界面接着強度が改善できることを見出した。一方、エポキシモノリス接合の界面構造および接着特性に及ぼす基材表面処理の影響についても評価を行い、シランカップリング剤処理による基材とモノリス界面構造と接合挙動の制御を試みた結果、未処理サンプルでは細孔を含まないスキン層が基板表面に生じたのに対し、処理を施すと基板表面まで共連続構造をとったスキン層のないモノリスが得られることがわかった。ここで官能基の反応を利用して共有結合を形成させると強固な接合が行え、引き剥がし試験および接触角測定の結果も含めて、シランカップリング剤による表面処理が基板に対するモノリスの密着性向上に有効であることを明らかにした。また、モノリスシートを利用することで異なる樹脂同士の接合ができることも見出した。
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