2022 Fiscal Year Annual Research Report
Strength improvement of polymer composite material by surface coating of CNF included resin
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20H02031
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
合田 公一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10153743)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | グリーンコンポジット / 天然繊維 / 木粉 / ポリプロピレン / 表面被覆 / セルロ－スナノファイバー / プラズマ照射 / 引張強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
繊維強化プラスチックは人工繊維と熱硬化性樹脂を使用しているため，長所として比強度・比剛性などの機械的特性に優れているものの，自然分解されないため廃棄時の環境負荷が大きくなる．一方，グリーンコンポジットは，天然繊維と生分解性樹脂や熱可塑性樹脂を使用しているため環境負荷が小さい．本研究では，木粉を強化材として熱可塑性樹脂であるポリプロピレン(PP)をマトリックスに用いた木粉強化複合材料(WF/PP)を射出成形法により作製した．そして，セルロースナノファイバー(CNF)を含有するアクリル樹脂コート剤によって表面に被膜加工を施し，両者の引張特性に及ぼす影響について調査を行った．CNFは長繊維系(平均繊維長0.7マイクロメーター)および短繊維系(平均繊維長0.2-0.3マイクロメーター)を用い，ともにコート剤中の含有率を4wt％とした．
PP材およびWF/PP材の引張試験結果より，表面に何ら処理をしなくてもコート剤被膜によって引張強度の向上を確認することができた．続いて，プラズマ照射を試験片表面に予め行い，その後コート剤被覆を行うと，試験片の引張強度がさらに向上することが判明した．強度の増加率は，前者の未処理試験片において，PP材で2％およびWF/PP材で1～3％であった．またプラズマ処理試験片において，PP材，WF/PP材でそれぞれ5～7％および3～4％であった．PP材はWF/PP材より増加率が高くなるが，これはプラズマ処理による改質がPP面に対して有効であり，WFの露出面には効果が低いためと考えられる．一方，コート剤中にCNFを含有させると，長繊維系，短繊維系のちがいにかかわらず，強度レベルはほぼ同等であった．また，CNFを含有しないコート剤被覆試験片と比較しても引張強度にちがいは見られなかった．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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