| 研究課題/領域番号 |
02555182
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
高分子物性・高分子材料
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| 研究機関 | 九州産業大学 |
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研究代表者 |
高柳 素夫 九州産業大学, 工学部, 教授 (40037643)
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| 研究分担者 |
植田 茂行 九州産業大学, 工学部, 講師 (90069576)
米光 直志 九州産業大学, 工学部, 教授 (00069501)
永石 俊幸 九州産業大学, 工学部, 教授 (20069529)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
1992年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1991年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1990年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | 分子複合材料 / 相分離 / 剛直棒状分子 / ナイロン6 / 弾性率 / 隆伏応力 / FTIR / ポリ(p-フェニレンテレフタルアミド) / 分子分散 / pーアラミド / ポリアクリロニトリル / 溶液粘弾性 / Zn^<2+>イオン / 絡み合い効果 / 電析法 |
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| 研究概要 |
分子複合材料(MC)は、FRPにおける強化繊維の代わりに剛直棒状分子を用い屈曲性分子をマトリックス樹脂の機能を持たせるものである。本研究では、ポリ(p-フェニレンテレフタラミド)(PPTA)を強化棒状分子とし、PPTAと分子相互作用の大きいナイロン6(Ny6)を屈曲性分子とし、共通溶媒の硫酸溶液から凝固析出してMCを調製した。FRPにおける問題点が強化繊維の強度の限界と、欠陥を含む組織の不均一性にあることを認識し、MCにおける棒状分子に分子レベルでの均一な分散性と、有効な分子特性の活用とにおいた。問題点は調製直後の分子分散性の安定性であり、結晶化による相合離によるMCの力学的性能の劣化である。。Ny6の分子量を1.8万から26万まで変えてMCを調製し、Ny6の融点以上での熱圧縮成形による試料のモルホロジーを検討した。分子量26万のNy6-C試料のみ、偏光顕微鏡下でMCは暗視野を保ち、相分離は認められず、同時にFTIRのN-H伸縮吸収も鋭い単一ピークであり、PPTAとNy6分子間の交差水素結合を推定し、MC内でのPPTAの分子分散が支持された。このとき、Ny6の結晶吸収も現れなかった。他のMCはPPTAとNY6の特性吸収とが混在して幅広になった。このようなMCの応力-歪曲線はPPTAの分子分散を反映して弾性率、強度ともに顕著に向上した。
これより成果として(1)マトリックス分子の分子量巨大化により棒状分子の拡散・析出が阻害され安定なMCが得られる。
(2)棒状分子の凝集はクラスターを形成して応力伝達の効率を落とす。この点で分子分散はもっとも効率が良い。その他
(3)PPTAとNy6との分子間相互作用だけでは伸度が不足する。PPTA分子の両末端にNy6をブロック共重合することによりマトリックスへの応力波及効果により延性が顕著に向上した。このような強化分子の要学的変性が有効であることはFRPでは実現不可能である。
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