多相系高分子材料の破壊物性と高靭性化に関する基礎的研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02044111
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 高橋 清 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10010795)
• 研究分担者: イー F.アルバート ミシカ゛ン大学, 材料工学科, 教授 ; 岡本 康 住友化学工業(株), 千葉研究所, 主任研究員 ; 安田 浩 東洋紡積(株), 総合研究所, 第二研究部長 ; 中川 英昭 三菱油化(株), 高分子基礎研究所, 主任研究員 ; 崔 洛三 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (10227340) ; 桜田 泰弘 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (50038543) ; 新川 和夫 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (00151150)
• キーワード: ポリマ-アロイ / ゴム強化ポリマ- / モアレ干渉法 / 破壊靭性 / 衝撃破壊

研究概要

1.光学技術を用いた変形分布評価
前年度の反射コ-ステック法による破壊靭性評価に関する研究結果をうけてこの年度においては新しい光学技術のモアレ干渉法をとり入れて張力下にあるき裂付PPO系アロイのき裂周りの変形分布測定を行った。室温下では破断開始荷重の4割までは線形破壊力学に従うが、それ以上の荷重下においては非線形なひずみ分布をしていることがわかった。
2.ゴム粒子充てん系ポリマ-における高靭性発現機構
(1)高圧下破壊実験
この実験を日米共同で行った。試験材はゴム強化エポキシであった。結果は高靭化機構のうえでゴムのキャビテ-ションが必須的に重要というこれまでの仮説を支持するものであった。圧力によりキャビテ-ションがおさえられると強度が低下することがわかった。
(2)バイモ-ダルハイインパクトポリスチレンの高靭化機構
同じ量のゴム粒子でもサイズ分布に山が2つあるバイモ-ダル系では高靭性が実現することを見出した。この根拠として顕微鏡観察の結果より長く成長するクレイズが多くなることを見出し、有限要素解析によりそのことを裏付けることができた。
3.高分子の衝撃破壊に関する国際会議の組織
1991.7.22〜24に福岡市においてこの会議を組織した。組織の主体はこの国際学術研究の当事者であった。99人の参加者のうちで17人が外国人であった。454ペ-ジのプロシ-ディングスが1992年4月に九州大学出版会より刊行される。

研究成果

• [文献書誌] J.Kusumoto: "Evaluation of Fracture Toughness of Polymer Alloys at a Low Temperature" Proc.6th Int.Conf.-Mechanical Behaviour of Materials VI-. 3. 305-310 (1991)
• [文献書誌] J.Kusumoto: "Determination of Displacement Field Around a Crack Tip in a Polymer Alloy by Moire Interferometry" Reports on Progress in Polymer Physics in Japan. 34. 233-236 (1991)
• [文献書誌] N.S.Choi: "Stress Fields on and Beneath the Surface of Short-Fiber-Reinforced Composites and Their Failure Mechanisms" Composites Science and Technology. 43. 237-244 (1992)
• [文献書誌] K.Takahashi: "Influence of Fibre Weight Fraction on Failure Mechanisms of Poly(ethylene Terephthalate) Reinforced by Short-Glass-Fibres" J.Materials Science. 26. 4648-4656 (1991)
• [文献書誌] N.S.Choi: "Micromechanisms of Failure in Short-Fiber-Reinforced High-Impact Polystyrene Under Tensile Loading" Colloid & Polymer Science. (1992)
• [文献書誌] 関 基弘: "エチレンープロピレンコポリマ-のドメインモルフォロジ-制御と力学物性" Polymer Preprints,Japan. 40. 2806-2808 (1991)
• [文献書誌] Y.Okamoto: "Impact Improvement Mechanism of HIPS with Bimodal Distribution of Rubber Particle Size" Macromolecules. 24. 5639-5644 (1991)
• [文献書誌] Y.Okamoto: "Impact Toughening Mechanisms in Rubber Dispersed Polymer Alloy" Polymer Engineering and Science.
• [文献書誌] R.A.Pearson: "Influence of Particle Size and Particle Size Distribution on Toughening Mechanisms in Rubber-Modified Epoxies" J.Materials Science. 26. 3828-3844 (1991)
• [文献書誌] H.J.Sue: "Mechanical Modeling of Initiation of Localized Yielding Under Plane Stress Conditions in Rigid-Rigid Polymer Alloys" Polymer Engineering and Science. 31. 793-802 (1991)
• [文献書誌] H.J.Sue: "Failure Mechanisms in Alloy of Polyamide 6,6/Polyphenylene Oxide Under Severe Conditions" J.Materials Science. 26. 3449-3456 (1991)
• [文献書誌] D.S.Parker: "Toughening Mechanisms in Core-Shell Rubber Modified Polycarbonate" Polymer. 31. 2267 (1990)
• [文献書誌] 高橋 清: "先端材料シリ-ズ 超音波と材料(分担執筆)" 裳華房, 89-109 (1992)
• [文献書誌] K.Takahashi (ed.): "Impact Fracture of Polymers" Kyushu University Press, 0-452 (1992)