| 研究概要 |
充てん材とマトリックスが共に化学的に同種の材料から構成され,かつ環境調和性に優れる同種異形複合材料の創製を行うと共に,得られた複合材料の機能について検討を行うことを本研究の目的とした。環境調和性の観点から,素材としてはまずセルロースを取り上げ,繊維表面の部分溶解を利用した全セルロース複合材料の創製に取り組んだ。その結果,得られた複合材料は従来型のFRPを十分凌駕する力学物性を示すだけでなく,透明性も併せ持つことを見出した。また,超臨界二酸化炭素を利用したセルロース繊維表面の気相エステル化を試みたところ,迅速に化学反応が生じ,繊維表面を簡便にアセチル化できることを明らかにした。この点については今後,混合エステル化などを通して複合材料化を図る予定である。
また,生分解性を示すポリビニルアルコールを取り上げて複合材料化を進めた。ポリビニルアルコールは世界に先駆けて本邦での研究,生産が始められ,現在に至るも日本が世界をリードする材料である。この高分子は本質的に水溶性高分子であるが,試料条件を適切に選択すれば冷水には溶解しない。そこでまず鹸化度を高め,熱処理により構造を安定化させる処理を施したところ,得られた繊維は冷水にほとんど溶解しないのみならず,長時間の水中浸漬によっても物性低下をほとんど生じないことを見出した。次いでこの繊維を充てん材として用い,ポリビニルアルコール・マトリックスと組み合わせることで全ポリビニルアルコール複合材料の創製に成功した。この複合材料は,たとえば引張り強度600MPa,弾性率17GPaを示し,高強度・高弾性率を有することを見出した。本材料は現在のところ湿式法にて作製しているが,今後エネルギー的に有利な溶融法によるプロセッシングを試み,更なる検討を進める予定である。
以上のように研究は順調に進捗しており,当初計画に従って平成18年度も研究を進める予定である。
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