| 研究課題/領域番号 |
17H04902
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| 研究機関 | 鶴岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
荒船 博之 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90707811)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ポリマーブラシ / イオン液体 / トライボロジー |
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| 研究実績の概要 |
平成30年度は摩耗に対する対策として自己再生能を有するポリマーブラシの形成の検討を行った。具体的にはAポリマーとしてポリブチルメタクリレート、Bポリマーとしてポリエチレングリコールを有するABA型トリブロックコポリマーをポリブチルメタクリレート基材内部に導入し、グリセリン水溶液滴下にともなう相分離による界面偏析を利用したブラシ形成を試みた。その結果、ABA型トリブロックコポリマーを含まない基材単体の場合に比べ、時間変化に伴う接触角の減少が見られた。そこで荷重0.98N下での平滑ガラス界面における摩擦係数のすべり速度依存性を検証した。その結果、測定すべり速度範囲内でABA型トリブロックコポリマー含有基材の摩擦係数は基材単体に比べて顕著に減少し、その最小摩擦係数は0.007程度であった。
トリブロック構造の有用性の検証のため、対応する構造を有するAB型ジブロックコポリマーについても同様の測定を行った。具体的には、ポリブチルメタクリレートとポリエチレングリコールからなるジブロックコポリマーをポリブチルメタクリレート基材内に導入し、グリセリン水溶液滴下に伴う潤滑特性を検証したところ、摩擦係数がトリブロックコポリマーのそれに比べて高い値を示し、また荷重増大に伴いさらに摩擦係数が増大する結果となった。これらの結果はジブロックコポリマーに対するトリブロックコポリマーの優位性を示しており、耐摩耗性のロバストなブラシ構造の設計指針が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
予定していた耐摩耗性ブラシの作製においてABA型トリブロックコポリマーを利用することでジブロックコポリマーのそれに比べて顕著な摩擦低減と耐荷重能増大が得られ、潤滑油膜の自発的保持に関する設計指針が得られた。一方でイオン液体中にポリマーのダイナミックな構造変化を利用した油膜制御に関して十分な成果が得られておらず、最終年度に注力する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度である2019年は自発的油膜制御と外部刺激応答性について検証を行う。具体的にはPluronicP123をはじめとする一連のブロックポリマーを導入したイオン液体における温度変化に伴うミセル形成能を検証し、温度変化に対してロバストなレオロジー特性を有する潤滑ブラシ系について検証を行う。並行して濃厚ブラシのブラシ骨格について種々の化学構造を導入し、外部刺激応答性をはじめとする機能性潤滑ブラシ表面の設計を行う。
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