2020 Fiscal Year Research-status Report
Creation of novel thermosetting matrix resin for carbon fiber reinforced composite material and its molecular design
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18K04741
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| Research Institution | Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology |
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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, 研究室長 (60416287)
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| 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, 研究フェロー (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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エポキシ樹脂 / フェニルエチニルカルボニル / 耐熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
航空機の構造材料として従来から使用されているエポキシ樹脂より成形性に優れ、かつ耐熱・難燃性や強靭性に優れた炭素繊維強化複合材料用の新規熱硬化性樹脂を創製するとともに、その分子設計指針を確立することを目的とした。
本年度は、硬化剤にフェニルエチニルカルボニル基を有する酸無水物を用い、多環芳香族かつ多官能型エポキシ樹脂の硬化反応および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、アントラセン骨格のエポキシ樹脂を用いた場合、その平面性の高い構造のため、硬化反応（酸無水物とエポキシ基の反応、およびフェニルエチニルカルボニル基同士の反応）が、より低温でかつ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、特に電気絶縁性、耐水性、耐熱性および耐熱分解性に優れていた。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多環構造により分子の相互作用が高くスタッキングしやすくなるためと思われる。しかしながら、アントラセン骨格を有するエポキシ樹脂を用いた場合は、平面性の高い構造を有していることから不完全なネットワークを形成し、その耐熱性および耐熱分解性が劣ることも明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
フェニルエチニルカルボニル基を有するイミド化合物の合成に時間を要したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
エポキシ樹脂として、これまで用いていたビスフェノールＡ型あるいは多官能タイプに代えて、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂を用い、熱硬化性樹脂硬化物の高性能化を図る。
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| Causes of Carryover |
令和２年度は、硬化剤として使用するフェニルエチニルカルボニル基を有するイミド化合物の合成に手間取り、硬化物の物性測定までの十分な検討ができなかった。そのため樹脂の硬化に必要な装置の購入にまで至らなかった。令和３年度は硬化物作製のための装置を購入する計画である。
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Research Products
(3 results)
