2014 Fiscal Year Annual Research Report
低摩擦耐摩耗ゴム系複合材料及び高摩擦耐摩耗プラスチック系複合材料の開発
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25630031
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀切川 一男 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60173605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 健 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50332515)
柴田 圭 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60612398)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 低摩擦ゴム / 高摩擦プラスチック / 複合材料 / 植物由来充填剤 / 摩擦 / 摩耗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，一般的に高摩擦を示すゴム材料と低摩擦を示すプラスチック材料に対して，「摩擦調整剤」として，安価で低環境負荷な植物由来の低密度粒子系材料を充填することにより，低摩擦ゴム複合材料と耐滑プラスチック複合材料を開発することである．平成25年度では，米ぬかを原料とする硬質多孔性の粒子を充填したゴム複合材料の開発と，同複合材料の大気中無潤滑下及び水潤滑下における摩擦・摩耗特性の解明を行った．ベースゴムとしてエチレンプロピレンジエンゴムを，「摩擦調整剤」として米ぬかを原料とする炭素粒子を用いた．同複合材料では，充填率の増加に伴いショア硬さと圧縮弾性率は増加し，引張強さと破断伸びはある充填率においてピークとなる傾向を示した．また，大気中無潤滑下において，60 mass%充填した複合材料は，0.25の摩擦係数というゴム材料として従来成し得なかった低摩擦を示した．さらに，同充填率では摩耗も少なく，未充填のゴム材料とは異なる摩耗形態が見られた．水潤滑下においては，特に低すべり速度領域において顕著に低い摩擦係数を示し，例えば起動・停止を繰り返す水中のしゅう動要素への応用の可能性が示唆された．平成26年度では，竹を原料とする多孔性の粒子を充填したプラスチック複合材料の開発と，同複合材料の大気中無潤滑下，水潤滑下，食用油潤滑下における摩擦特性の解明を行った．母材としてポリプロピレンを，「摩擦調整剤」として竹粉粒子を用いた．同複合材料では，竹粉粒子の充填により，硬さが向上することが分かった．また，大気中無潤滑下において同複合材料は，未充填の材料と同等の摩擦係数を示し，水潤滑下において未充填の材料の約1.7倍も滑りにくく，かつ食用油潤滑下において約1.3倍滑りにくいという性質を有しており，例えば滑りにくい箸材料として好適であることが示唆された．
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