2014 Fiscal Year Annual Research Report
自己修復能を材料に付与する次世代インテリジェントマイクロカプセルの創製と応用展開
| Project/Area Number |
24360322
|
|---|
| Research Institution | Kagoshima University |
|---|
Principal Investigator |
吉田 昌弘 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (50315397)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武井 孝行 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (90468059)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 自己修復 / マイクロカプセル / カプセル化修復材 / コア-シェル構造 / インテリジェント材料 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ポリマー系材料は、構造深部に亀裂（マイクロクラック）を受けやすく、検知と修復が困難である。一度亀裂を生じると材料の構造全体が大きく損傷してしまう。本研究課題は、この問題に対応している。ここで新規に開発するポリマー系材料（複合材料）は、(1) 材料製品の生産に典型的に用いられるポリマーマトリクス(樹脂基材)に修復材（反応性モノマー）を含むマイクロカプセルと触媒を混合して作られ、(2) 材料に亀裂が生じた場合、その亀裂がカプセル膜を破壊してからモノマーがカプセル内から流出し、(3) その流出したモノマーがクラック表面に露出した触媒にふれると重合反応の進行により亀裂は自己修復し、(4) いったん修復すると亀裂を生じた材料は元の強度を取り戻す特徴を有する。本研究開発は、マイクロカプセルを導入した自己修復機能を有する新しい複合材料の開発を目的としている。
H26年度は、基礎実験として使用する具体的な基材としてエポキシ樹脂に修復材（トリメチロールプロパントリメタクリレート等）を内包するマイクロカプセルを分散させたものをモデル複合材料とする。樹脂母剤となるエポキシ樹脂と修復剤内包マイクロカプセルの配合割合を変化させたものを作成し、１）マイクロカプセルの試験片中への分散状態、２）マイクロカプセル、触媒、エポキシ樹脂との配合割合が及ぼす試験片強度（圧縮試験、曲げ試験等）、３）自己修復能を確認および評価するために修復材硬化にかかる温度依存性や硬化時間の検討を行った。また、次年度に計画予定の予備実験も一部実施した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
基材であるエポキシ樹脂に修復材入りマイクロカプセルを分散させたものをモデル複合材料として調製できた。エポキシ樹脂と修復剤入りマイクロカプセルの配合割合を変化させたものを調製し、強度試験など定量的に評価できた。また、次年度の計画に繋がる予備的な実験も実施できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、複合材料の自己修復能力発現の定量化を中心に行う。修復材を内包するマイクロカプセルを導入したものから成る種々のモデル試験片（マイクロカプセルの試験片中への分散状態、マイクロカプセル・触媒・エポキシ樹脂との配合割合を考慮したもの）を利用する。自己修復機能を付与した複合材料の修復効率を求める方法としてテーパ型二重カンチレバービーム（TDCB）破壊試験を適用する予定である。調製した修復材入りマイクロカプセルと触媒を複合材料中に分散させたTDCB試験片を作成し、TDCB破壊試験を行い、修復前と修復後の複合材料の荷重を測定して自己修復効率を定量化する。自己修復能力から得られたデータを更にマイクロカプセルの設計指針へのフィードバックする。
|
Research Products
(5 results)
