| 研究課題/領域番号 |
18H01777
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
山本 徹也 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10432684)
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| 研究分担者 |
入澤 寿平 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30737333)
荒川 賢治 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80346527)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | CFRTP / ポリマーコロイド / ソープフリー乳化重合 / 低環境負荷型プロセス / 界面接着性 / マルチマテリアル / 微生物毒性 / 高分子中空微粒子 / 複合材料 / 延性破壊 / 破壊挙動 / 電気泳動 / 表面修飾 / 分散安定性 / 高分子コロイド / リサイクル / マイクロプラスチック汚染 / 炭素繊維 / シリカナノコロイド / 界面制御 / バイオアッセイ試験 |
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| 研究成果の概要 |
炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)の高強度化には炭素繊維(CF)/熱可塑性樹脂(TP)界面の接着性とTP樹脂含浸性の向上が必要であり，これらを実現するためTPコロイドによるCF表面修飾技術を開発した。CFRTPのリサイクル性を向上させるため，本技術でCFを耐熱性のあるシリカナノコロイドを表面修飾しリサイクルCFの強度を保つことに成功した。CFRTPのマルチマテリアル化のために，金属表面をTPコロイドで表面修飾し異種材料間の接着性を向上させた。これらのTPコロイド原料調製の排出液の環境負荷について，分子量が1000未満のカチオン性の芳香族環を含むポリマーは微生物毒性を示すことが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素排出量削減に向けて，輸送機の軽量化が必要不可欠である。本技術は炭素繊維と熱可塑性樹脂の界面に着目し，熱可塑性樹脂成分を含む高分子コロイド溶液を調製することで界面特性を強化することに成功した。本技術開発による軽量・高強度・リサイクル性に優れたCFRTPは時代の要請に応える材料であると言える。現在，最大曲げ応力で800MPaを示すCFRTPに更に高強度・高性能・高付加価値を付与させることで社会実装が加速度的に進むと考えられる。また高分子コロイドを調製する際にも環境負荷に注意を払い，持続可能な発展を可能にするプロセス設計の指針を本研究成果から与えることができたと考えられる。
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