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透過電子顕微鏡による高分子ナノコンポジットのトライボロジー解析

研究課題

研究課題/領域番号 14350492
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 高分子構造物性(含繊維)
研究機関群馬大学

研究代表者

甲本 忠史  群馬大学, 工学部, 教授 (00016643)

研究分担者 山延 健  群馬大学, 工学部, 助教授 (40183983)
久米原 宏之  群馬大学, 工学部, 教授 (60008521)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 13,500千円 (直接経費: 13,500千円)
キーワード透過電子顕微鏡 / ナノコンポジット / カーボンナノチューブ / トライボロジー / モルフォロジー / 高分子
研究概要

高分子ナノコンポジットのトライボロジーに関する研究は、また、非常に少ないのが実情である。本研究では、新規なトライボロジー特性が期待される高分子ナノコンポジットを調製し、その微細構造を調べるとともに、通常の摩擦試験機によるマクロなトライボロジー試験と原子間力顕微鏡(AFM)によるナノトライボロジー試験を行い、その摩擦表面の構造解析を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて行い、高分子ナノコンポジットの構造およびそのトライボロジー挙動との関係を解明し、トライボマテリアルとしての高分子ナノコンポジットの開発のための基礎となる研究を行うことを目的とした。
この目的に沿って、まず、フェノール樹脂(PR)とカーボンナノチューブ(CNT)とのコンポジットの調製を行った。フェノール樹脂オリゴマーを合成し、これに多層カーボンナノチューブを所定量添加し、第二段の重合を行い、同時に縮合水を蒸発により除去した。次いで、これを冷却して固化、粉砕、混合によりCNTの更なる分散を行った後、熱プレスにより溶融し、架橋反応を進め、熱硬化したPR/CNTナノコンポジットシートを作製した。超薄切片法によるTEM観察から、フェノール樹脂オリゴマーの粘性がCNTの分散性を高めることが明らかになった。トライボロジー試験では、摩擦係数はCNT含量とともに減少したが、摩耗痕の幅から推定した摩耗量は、CNT含量が高いほど多く、CNTがフェノール樹脂硬化物の強度を低下させていることが推察された。
さらに、カーボンレプリカ法により、摩擦表面の微細な摩耗粉のTEM観察に成功した。特に、熱硬化性樹脂の摩擦表面のレプリカ試料作製は困難であったが、新規なレプリカ試料作製を考案したことが成功の原因であった。その結果、高分解能のSEMでも観察できなかった摩擦表面のCNTナノチューブの観察が可能となり、トライボロジー挙動の解明に新たな道を開くことができた。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (22件) 図書 (2件) 文献書誌 (11件)

  • [雑誌論文] Morphological Study of the Effect of Carbon Nanotube Filler on Tribology of Phenol/Formaldehyde Resin-based Composites2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      Polymer J. 37(in print)

    • NAID

      10016561142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphological Study of the EffECT of Carbon Nanotube filler on Tribology of Phenol/Formaldehyde Resin-based Composites2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      Polymer J. 37(7)(in press)

    • NAID

      10016561142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Morphological Study on Tribiology of Phenol Resin-based Nanocomposites2005

    • 著者名/発表者名
      A.Igarashi, T.Komoto
    • 雑誌名

      Polymer J. in press

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthetic Macromolecules2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      Nuclear Magnetic Resonance 33

      ページ: 368-438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Friction and Wear2004

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto
    • 雑誌名

      Kobunshi Zairyo Gijutsu Soran Chap.2-1-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Break2004

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto
    • 雑誌名

      Automobiles and Textiles Chap.6-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Hydrophilic Surface Treatment of FRP2004

    • 著者名/発表者名
      H.Kumehara
    • 雑誌名

      Tribologist 49

      ページ: 722-730

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthetic Macromolecules2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      Nuclear Magnetic Resonance 32

      ページ: 361-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthetic Macromolecules2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanboe, T.Komoto
    • 雑誌名

      Nuclear Magnetic Resonance 32

      ページ: 361-400

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ウェーブレット手法を用いた転がり軸受の故障診断法 第1報2003

    • 著者名/発表者名
      久米原宏之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 69(687)

      ページ: 2957-2962

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイポイドギヤのソリッドモデルと有限要素解析2002

    • 著者名/発表者名
      久米原宏之
    • 雑誌名

      精密工学会誌 68

      ページ: 446-450

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Tribological Properties with a Series of Random Copolymers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      Langmuir 18

      ページ: 2949-2951

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphology of Melt-crystallized Syndiotactic Polypropylene2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      J.Electron Microsc. 51

      ページ: 157-166

    • NAID

      10011532284

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Tribologjcal Properties with a Series of Random Copolymers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      Langmuir 18(7)

      ページ: 2949-2951

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphology of Melt-crystallized Syndiotactic Polypropylene2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      J.Electron Microsc. 51(3)

      ページ: 157-166

    • NAID

      10011532284

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Morphology of Drawn Syndiotactic Polypropylene Films2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      J.Mol.Struc. 610

      ページ: 133-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Preparative Method for Transmission Electron Microscopy of Poly(ethylene terephthalate) and Poly(ethylene-2,6-naphthalate)2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto
    • 雑誌名

      Sen-i Gakkaishi 58(7)

      ページ: 277-280

    • NAID

      130004433444

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Motion of the Main Chain for a Series of Poly(alkyl-L-glutamate)s as Studied by ^2H NMR2002

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      J.Mol.Struc. 6020-603

      ページ: 449-454

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Structure and Mobiliy of a Series of Poly(alkyl-L-glutamate)s Studied by VT ^<13>C CPMAS NMR2002

    • 著者名/発表者名
      T.Yamanobe, T.Komoto
    • 雑誌名

      J.Mol.Struc. 6020-603

      ページ: 437-447

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Tribological Properties with a Series of Random Copolymers2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      Langmuir 18(7)

      ページ: 2949-2951

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Morphology of Drawn Syndiotactic Polypropylene2002

    • 著者名/発表者名
      T.Komoto, T.Yamanobe
    • 雑誌名

      J.Mol.Struct. 610

      ページ: 133-142

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ハイポイドギヤのソリッドモデルと有限要素解析2002

    • 著者名/発表者名
      久米原宏之
    • 雑誌名

      精密工学会誌 68(3)

      ページ: 446-450

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 高分子材料技術総覧2004

    • 著者名/発表者名
      甲本忠史
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 高分子材料・技術総覧2004

    • 著者名/発表者名
      甲本忠史
    • 総ページ数
      803
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Control of Tribological Properties with a Series of Random Copolymers"Langmuir. 18(7). 2949-2951 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Morphology of Melt-crystallized Syndiotactic Polypropylene"J.Electron Microsc.. 51(3). 157-166 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Morphology of Drawn Syndiotactic Polypropylene"J.Mol.Struct.. 610. 133-142 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto: "A TEM Study of Melt-crystallized Poly(butuylene terephthalate)"J.Electron Microsc.. 51(1). 11-19 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 久米原宏之: "ハイポイドギヤのソリッドモデルと有限要素解析"精密工学会誌. 68(3). 446-450 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 久米原宏之: "ウェーブレット手法を用いた転がり軸受の故障診断法 第1報"日本機械学会論文集 (C編). 69(687). 2957-2962 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Control of Tribological Properties with a Series of Random Copolymers"Langmuir. 18(7). 2949-2951 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Morphology of Melt-crystallized Syndiotactic Polypropylene"J.Electron Microsc.. 51(3). 157-166 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto, T.Yamanobe: "Morphology of Drawn Syndiotactic Polypropylene"J.Mol.Struct.. 610. 133-142 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Komoto: "A TEM Study of Melt-crystallized Poly(butylene terephthalate)"J.Electron Microsc.. 51(1). 11-19 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 久米原宏之: "ハイポイドギヤのソリッドモデルと有限要素解析"精密工学会誌. 68(3). 446-450 (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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