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In-Situ重合法による複合材料の高次構造制御とその力学特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13450383
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 高分子合成
研究機関上智大学

研究代表者

讃井 浩平  上智大学, 理工学部, 教授 (30053664)

研究分担者 竹岡 裕子  上智大学, 理工学部, 助手 (50338430)
陸川 政弘  上智大学, 理工学部, 助教授 (10245798)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2003年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2002年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワードIn-situ重合法 / 複合材料 / 高次構造制御 / 力学特性 / マトリックスポリマー / 剛直性ポリマー / 酸・塩基相互作用 / ビニルピリジン / スチレン共重合体 / 相互作用
研究概要

本研究では、In-situ重合法によって複合材料の高次構造を制御し、その高次構造と力学特性の関係を明らかにし、ナノ複合材料の分子設計の基礎を確立するために行ったものであり、以下にその概要について述べる。
(1)In-situ重合法による複合材料の合成では、屈曲性マトリックスポリマーの濃厚溶液中で補強材である剛直性ポリマーを合成するIn-situ重合法(I)の方が剛直性ポリマー溶液中で屈曲性ポリマーを合成するIn-situ重合法(II)よりも、補強材である剛直性ポリマーの分散性がよく、力学特性の優れた複合材料が得られることがわかった。
(2)酸・塩基相互作用がIn-situ重合法による屈曲性マトリックスポリマーと剛直性ポリマーとの複合化には最も優れていることが明らかとなった。また、In-situ重合法により得られた複合材料はブレンド法により得られた複合材料よりも高い引張強度を示すことが確認された。
(3)4-ビニルピリジンースチレン共重合体(P4VPy-St)/ポリイミド(PI)系複合材料においてマトリックスポリマーP4VPy-Stのピリジン基と相互作用するカルボキシル基の導入量を定量的に変化させた補強材PIを用いることにより酸・塩基相互作用が複合材料の力学特性に及ぼす効果について検討した。その結果、PIへのカルボキシル基の導入量の増加とともに両者の相溶性が向上し、その引張強度が増大することが分かった。
以上のように、酸・塩基相互作用を積極的に用いるIn-situ重合法により屈曲性マトリックスポリマー中に補強材としての剛直性ポリマーが分子状分散あるいは微分散されることにより、屈曲性マトリックスポリマーや剛直性ポリマー単独よりも高強度の複合材料を得ることができた。
本研究により、当初の目的であった高性能複合材料の分子設計の基礎をある程度確立できたものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2004 2002 2001 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 図書 (2件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of High-performance Composites of Poly(4-vinylpyridine-co-styrene) Copolymer(P4VPy-St) and Polyimides(PI) Having Carboxyl Pendant Groups by In-situ Polymerization and Their Mechanical Properties2004

    • 著者名/発表者名
      浜田 亮他4名
    • 雑誌名

      Polymer Journal 36(10)

      ページ: 824-829

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of High-performance Composites of Poly(4-vinylpyridine-co-styrene) Copolymer (P4VPy-St) and Polyimides (PI) Having Carboxyl Pendant Groups by in-situ Polymerization and Their Mechanical Properties2004

    • 著者名/発表者名
      Ryo Hamada, et al.
    • 雑誌名

      Polymer Journal 36, No.10

      ページ: 824-829

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Poly(styrene) Particles Size bv In-situ Polymerization2001

    • 著者名/発表者名
      中條茂樹他5名
    • 雑誌名

      Polymer Journal 33(1)

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Poly(styrene) Particles Size by in-situ Polymerization2001

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Chujo et al.
    • 雑誌名

      Polymer Journal 33, No.1

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [図書] 物質の科学・有機高分子2002

    • 著者名/発表者名
      西 敏夫, 讃井浩平, 平川暁子
    • 総ページ数
      257
    • 出版者
      (財)放送大学教育振興会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [図書] Material Science, Organic Polymers2002

    • 著者名/発表者名
      Toshio Nishi, Kohei Sanui, Akiko Hirakawa
    • 総ページ数
      257
    • 出版者
      Educational Association of the University of the Air
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 讃井 浩平 他5名: "Control of Poly(styrene) Particles Size by In-situ Polymerization"Polymer Journal. 33. 1-8 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 讃井 浩平 他2名: "物質の科学・有機高分子"(財)放送大学教育振興会. 257 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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