2019 Fiscal Year Research-status Report
建築部材の無機ー有機界面への革新的評価技術を用いた高耐久施工法提案システムの実現
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19K04704
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
北垣 亮馬 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20456148)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩原 英昭 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40357760)
佐藤 浩昭 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70357143)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 無機有機界面 / 無機粉体 / 高分子 / FTIR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は予定していた通り，無機ー有機界面を混合物をもちいた薄膜に成型し，それを用いた熱劣化試験を通じて，「化学分析可能・小型・均質な建築材料の試験体作製技術」によって，代表的な建築部材の界面をもつ試験体を作製し，無機ー有機界面にみられる挙動が提案するサンプルにおいてもみられるかの検証を行った．
その結果，FT-IRにおいて表面を観察したところ，本研究で提案しているサンプルのほうが，むしろ無機有機界面においてみられる水分の侵入や高分子構造の変化が顕著に見られることが明らかになった．
具体的には，耐候性用に用いられるポリウレタン，接着剤用途に用いられるエポキシ，防水・シーリング用途に用いられる変成シリコーンに，セメント硬化体（粉末化したもの），外装用タイルに用いられるセラミックス（粉末化したもの）を添加し，これをガラス基板にディップコートした上で，同様に作製した無添加の高分子基板とあわせて熱劣化試験，乾湿繰り返し試験を実施した．また，使用した高分子は，純粋な系のものと，市場に出回っているものの両方を利用した．
その結果，ポリウレタンはセメント硬化体粉末に対してIRスペクトルにおいてOH基のハローが多くみられた程度であった．また，変成シリコーンはほとんどどの無機粉体に対しても変化がみられなかった．しかし，エポキシ系においては，セメント硬化体粉末を添加した場合に，OH基のハローが大きく変化しただけでなく，付着性能が変化したであろうと考えられる高分子構造の変化がみられた．このことからも，本試験方法において，高分子と無機界面の性能評価や科学的な多様な考察が可能であることが確認された．
またそれだけでなく例えば接着剤と被着物の界面の劣化純粋など，高分子物理の観点だけでなく，構造物に適用する場合の性能評価試験としても適用できることもあわせて確認した．
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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
1年目に予定していた無機ー有機界面の試験体が無事作製され，これを用いた多様な物性評価ができることが確認できた．また，2年目の分析につながるデータも十分量取得できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として，昨年度に作ることのできた無機有機界面を評価する試験体を用いて，・自由体積という空隙領域を測定するPALSを実施する．・促進劣化暴露されたサンプルのIRスペクトル時系列データを用いた2次元解析・力学特性に係わる物性として弾性率を測定し，それとIRスペクトル時系列データとの関係・ガスバリア性評価として片面からの水蒸気の脱離評価を実施し，拡散係数・ガス透過係数と高分子構造の関係性を評価する．以上による評価を踏まえて，現時点で評価対象としている
ポリウレタン，変成シリコーン，エポキシといった建設系で用いられる高分子材料に対して，どのような暴露環境で劣化が進みやすいのか，そして，劣化が具体的にはガスバリア性や力学性能にどのような影響を及ぼしているのか，といった点を具体的にまとめる．さらにここまで積み上げてきた本課題の試験方法を整理して，建設系高分子において利用できる無機有機界面のための性能評価試験案を作製するものとする．
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| Causes of Carryover |
試験装置の一部の部品が当年度調達困難になったため，残額が発生した．
今年度その部品を購入し，当初通りの実験計画で遂行する予定です．
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