| 研究課題/領域番号 |
21H01640
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
岸 肇 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60347523)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 複合材料 / フィラー / エポキシ / 相構造 / 界面 / 熱力学 / 平衡論 / 速度論 / ポリマーブレンド / 複合材 / 溶解度パラメータ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、異種ポリマー成分が接する架橋ポリマーアロイ共連続相界面への機能性フィラーの自己組織的配列を導く熱力学の構築である。特に反応誘起型相分離の組成分配およびフィラー表面エネルギーの定量化を試み、架橋ポリマーアロイ／フィラー複合材の硬化過程における自己組織化機構の解明を目指し、また共連続相構造テンプレートへの機能性フィラーの界面配列を支配する主導原理を解明する。波及効果として、極少量フィラーにより電気伝導・熱伝導チャンネルを自己組織化する新規架橋ポリマーアロイ複合材の創出を導く。
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| 研究成果の概要 |
複合材中のフィラー選択配置場所は混合自由エネルギーを低下させるべく混合系が高次構造を選択する共通の熱力学的考え方で整理できると考えられる。但し、架橋（ゲル化）を伴うネットワークポリマーアロイゆえに熱力学的平衡状態に至る前にフィラーの移動が凍結され、速度論因子が重要となる。アルキル基表面処理等の分子性の強いフィラーの場合、ネットワークポリマーアロイ中の存在場所についてハンセン溶解度パラメータによる説明が可能であった。一方、未表面処理無機フィラーでは酸塩基相互作用の考慮が必要であった。さらに、表面処理無機フィラーの相界面配列について混合エントロピー項の寄与が大きいと考察した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
異種ポリマー成分が接する架橋ポリマーアロイ共連続相の片方や界面への機能性フィラーの自己組織的配列を導く熱力学の構築を学術目的とする。特に、架橋ポリマーアロイ／フィラー複合材の硬化過程における自己組織化機構の解明を目指す。ネットワークポリマーアロイ共連続相構造をテンプレートとしてフィラーを自己組織的に連続配列させ得れば、極少量のフィラーにてチャンネル形成が可能となり機能性複合材の創出を導くと期待できる。
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