2023 Fiscal Year Annual Research Report
Systematization of interfacial adhesion and polymer structure for creation of fiber reinforced composites utilizing polymer properties
| Project/Area Number |
21H01634
|
|---|
| Research Institution | University of Fukui |
|---|
Principal Investigator |
植松 英之 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80536201)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉原 伸治 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70377472)
福島 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50725322)
山根 正睦 福井大学, 産学官連携本部, 非常勤講師 (60755263)
田上 秀一 福井大学, 繊維・マテリアル研究センター, 教授 (40274500)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 界面接着性 / 界面 / 界面相 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
強化繊維表面の粗さとサイジング剤が界面特性に及ぼす影響、界面における化学的相互作用が界面近傍での高分子構造の形成に及ぼす影響を明らかにすることを検討した。
ポリアミド6（PA6）をマトリクスとして、サイジング剤は同一で表面粗さの異なる炭素繊維（CF）を用いて、界面接着性を評価した。滑らかな表面のCFではCF表面から剥離した界面破壊を示したのに対して、表面が粗いCFではPA6で破壊した凝集破壊を示した。このことから、PA6とCFの破壊挙動はCF表面の粗さに強く依存することが明らかにされた。また接着強度は、サイジング剤とCF近傍のPA6の結晶構造に依存することが示唆された。ポリブチレンテレフタレート（PBT）とガラス繊維（GF）の界面接着性に対するサイジング剤の影響を検討した結果、エポキシ系のサイジング剤はPBTとの界面接着性に効果的に寄与することが確認できた。一方で、高温高湿下に晒すことで、エポキシとPBTの界面接着性は低下するが、シラン化合物でエポキシとGF表面をカップリングすることで高温高湿下での界面強度の低下が抑制できることが明確にされた。また複合材料の破壊面のX線光電分光法（XPS）による表面の化学組成から、どこで破壊しているかを推定し、界面あるいは界面相の構造を捉えることに成功した。
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）と繊維との界面接着性とPEEKラジカルの関係を検討した。PEEKラジカルの増大が繊維との界面接着性に効果的に寄与することが明らかにされた。またPEEKラジカルに伴う界面結合は、CF近傍でのPEEKの結晶形成を抑制させる働きがあることが明らかにされた。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
