| 研究概要 |
エポキシ樹脂を母材とするCFRPのCNBRゴム変性を行い,これによるCFRPの機械的特性,中でもはく離破壊じん性値,静的引張り強度,落錘衝撃損傷,疲労強度を明らかにすることを目的として,本研究を行った.はじめに,CNBRゴム変性による界面特性改質に関する情報を得るため,鋼を被着体とするDCB試験片を用い,エポキシ樹脂の接着強度特性に及ぼすゴム変性の効果を調べた.CFRPの材料特性評価に当たって,強化材には平織りカーボン繊維布,樹脂にはEpikote828を用いた.CFRP積層板はハンドレイアップ法とホットプレスにより製作した.CFRPの層間はく離強度を中心に,静的引張り/圧縮強度,衝撃強度特性および耐久性等を調べた.実験ではゴム粒子径(3水準:50nm〜1μm),ゴム含有率(4水準:2.5〜10重量%)を変化させ,それらの諸特性に及ぼす影響も調べた.
その結果,母材中のゴム含有率が10%のとき,エポキシ硬化物の接着はく離強度が最も高くなることが明らかとなった.また,幅広いエネルギー開放率範囲でき裂進展抵抗の向上することもわかった。この含有率でエポキシ母材をゴム変性したCFRPの層間強度は飛躍的に向上することがわかった。その強度は未変性エポキシ母材のCFRPのそれより2倍以上も向上する.しかし、いずれの温度においてもCFRPの静的強度はCNBR変性により減少しない.圧縮強度にも悪影響を与えない.さらに、落錘式衝撃試験結果により,CNBR変性されたCFRPの層間はく離を伴う耐衝撃特性も向上することが明らかとなった.ゴム変性しても(CNBR粒子を混入しても)母材のTg(ガラス転移温度)はほとんど低下しなかった。このことがCFRPの静的強度を低下させなかった理由である。最後に、疲労強度特性に及ぼすゴム変性の影響を調べたが、CNBR変性しても耐久性は低下しないことがわかった。
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