2019 Fiscal Year Research-status Report

Creation of novel thermosetting matrix resin for carbon fiber reinforced composite material and its molecular design

Research Project

Project/Area Number	18K04741
Research Institution	Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
Principal Investigator	木村肇地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 主任研究員 (60416287)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大塚恵子地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究部長 (50416286) 米川盛生地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (60724151)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	エポキシ樹脂 / 耐熱性 / フェニルエチニルカルボニル / イミド / 耐熱分解性
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、フェニルエチニルカルボニル基を両末端に有するイミド化合物およびフェニルエチニルカルボニル基を有する酸無水物の２つの化合物を硬化剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂の硬化反応および得られる硬化物の特性について検討した。その結果、酸無水物とエポキシ基の反応がまず進行し、次にフェニルエチニルカルボニル基の反応が約２５０～３００℃で進行することがわかった。また、酸無水物とエポキシ基の反応は、両末端にフェニルエチニルカルボニル基を有するイミド化合物を少量添加することにより、より効率的に進行することがわかった。硬化物の特性を検討した結果、フェニルエチニルカルボニル基を有する酸無水物で硬化させたエポキシ樹脂は、特に耐熱性、耐熱分解性および難燃性が優れていた。これは、フェニルエチニルカルボニル基の重合により架橋密度が上昇すること、およびその骨格中に導入されるポリエン構造やイミド環構造により分子の相互作用が高くパッキングしやすくなり、分子運動が抑制されるためと思われる。さらに、末端にフェニルエチニルカルボニル基を有するイミド化合物を少量添加することにより、より効率的に硬化反応が進行するため、耐熱性や耐熱分解性が向上することも明らかになった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初予定していた内容（一般的なビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の硬化剤として、フェニルエチニルカルボニル基を有する酸無水物およびイミド化合物の２つの化合物を用いた系の硬化挙動および得られる硬化物の特性を評価すること）をほぼ達成できているが、難燃性の評価ができていない。
Strategy for Future Research Activity	フェニルエチニルカルボニル基を有する酸無水物あるいはイミド化合物をエポキシ樹脂の硬化剤として用いた系の硬化挙動および得られる硬化物の特性を評価することを目的とし、エポキシ樹脂として一般的なビスフェノールＡ型エポキシ樹脂に変えて、多官能性エポキシ樹脂を用いて検討を行う計画である。
Causes of Carryover	難燃性の評価装置をまだ購入していないため。今後は難燃性の評価装置およびその周辺機器などに助成金をあてる予定である。