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2004 年度 実績報告書

複合材料強化用p-アラミド繊維の超臨界流体を用いた新規表面処理法

研究課題

研究課題/領域番号 14350361
研究機関湘南工科大学

研究代表者

幾田 信生  湘南工科大学, 工学部, 教授 (30277941)

研究分担者 森井 亨  湘南工科大学, 工学部, 助教授 (50230090)
濱田 洲博  信州大学, 繊維学部, 教授 (30208582)
キーワードパラ系アラミド繊維 / 一方向繊維複合材料 / 界面強化 / シランカップリング剤 / フィルムフォーマ / 超臨界流体 / 結晶間間隙 / 浸透・架橋
研究概要

本研究における表面処理で想定される機構は次の通りである。まず、結晶間間隙を広げたp-アラミド繊維に低分子を浸透挿入させる。広がった結晶間間隙を特定の温度で狭くさせると同時に、挿入した低分子間で結合を生じさせ高分子化させる。加熱に伴うこの両者の作用によって繊維に処理剤が固着する。このような構想の可能性は当該処理繊維による複合材料の力学特性に関する昨年度までの研究から高く支持された。しかしながら、繊維構造や処理剤の分子論的観点からの実証はなかった。今年度は処理法として超臨界流体法あるいは浸漬法を用いて処理した繊維の結晶構造をX線回折から評価した。処理剤の加熱に伴う高分子化はTMAカップピン法及び赤外分光法から評価した。
評価した結果、加熱に伴う微結晶サイズの拡大と結晶化率の保持から結晶間間隙の狭小化が認められた。処理剤では加熱による処理剤の粘度向上及び架橋促進が見出された。これらは本表面処理の想定機構を立証するものであった。さらに、興味深いことに、処理剤が浸透した処理繊維では結晶構造が最も発達していた。この結晶構造は従来市販の最強アラミド繊維に相似していた。この結果は、処理をしても繊維強度が低下しないという現象を裏付けるものであった。このような論拠から本表面処理が従来の表面処理には見られない長所を有すると見られた。上述の機構から類推されるフィブリル化の抑制も一方向引張り試験から見出された。このことは耐環境性特性にも良好な成果を示すと見られた。さらに、結晶間間隙への易浸透性についても色素による吸着実験から立証された。この結果は処理剤のサイズや安定に関する処理剤の最適化に知見を与えた。
以上の成果を踏まえ、最終年度になる本研究によって本新規表面処理が極めて特異的であるとともに、本格的な実用に向けて発展しえる基盤的知見が築かれた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Interfacial reinforcement in composites with PPT aramid fiber modified by network-intercalation method2004

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ohnishi, Eiji Fujioka, Kazuhiko Kosuge, Nobuo Ikuta
    • 雑誌名

      Composite Interfaces 11・3

      ページ: 263-269

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] シランカップリング剤縮合体によるナノフィラーPMMA複合材料の創製2004

    • 著者名/発表者名
      瀧智哉, 船見文寧, 幾田信生
    • 雑誌名

      高分子討論会予稿集 53・2

      ページ: 3725-3726

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 複合材料用強化繊維表面処理におけるシラン-フィルムフォーマ混合系の界面強化2004

    • 著者名/発表者名
      細井啓史, 船見文寧, 福田誠二, 幾田信生
    • 雑誌名

      繊維学会予稿集 59(3)

      ページ: 29-30

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] パラ系アラミド繊維に対するシラン-フィルムフォーマーの浸透作用2004

    • 著者名/発表者名
      津久井隆史, 細井啓史, 船見文寧, 大西晃宏, 小菅一彦, 幾田信生
    • 雑誌名

      第33回FRPシンポジウム講演論文集

      ページ: 178-179

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effect of matrix resin on hydrothermal aging of glass fiber reinforced cross-linked polyester composites2004

    • 著者名/発表者名
      T.Morii, H.Imai, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Design, Manufacturing and Applications of Composites

      ページ: 340-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 染料・染色・機能加工2004

    • 著者名/発表者名
      濱田州博
    • 雑誌名

      繊維学会誌 60・6

      ページ: 172-180

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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