2021 年度研究成果報告書

界面フィラー配列ネットワークポリマーアロイ複合材の熱力学平衡論・速度論

研究課題

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研究課題/領域番号	18H01725
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分26030:複合材料および界面関連
研究機関	兵庫県立大学
研究代表者	岸肇兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60347523)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	エポキシ / ポリマーブレンド / フィラー / 複合材 / 導電
研究成果の概要	共連続相構造を有するエポキシポリマーアロイ/フィラー分散複合材に関し、相分離構造中にフィラーを自己組織的に配列させるための熱力学主導原理を探索した。共連続構造を形成するエポキシポリマーアロイ２種（数マイクロメートルの構造周期を持つ反応誘起型相分離系と数十ナノメートルの構造周期を持つ自己組織型相分離系）について銀フィラー存在場所および導電率を調べた。いずれもハンセン溶解度パラメータ距離の近い成分に銀フィラーの選択配置が為され、界面自由エネルギー減少が構造決定の推進力になったと証明された。数十ナノメートルサイズの共連続構造の方が導電率発現に必要な銀フィラー量の閾値が小さいことも知られた。
自由記述の分野	高分子材料工学、複合材料工学、接着工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ネットワークポリマーは高強度、高弾性率といった静的力学特性や接着性に優れ、有機材料の中では耐熱性、耐溶剤性といった耐環境性にも優れており、電子材料、繊維強化複合材、接着剤、塗料等の種々の用途に使用され社会を支えている。ネットワークポリマー強靭化技術の１つとして、異種ポリマーとの複合化により微細相構造を形成させるポリマーアロイが検討されてきた。本研究は、このネットワークポリマーアロイを強靭化目的のみならず、複合材中の機能性フィラー配列のテンプレートとする着想のもと、微細構造形成の熱力学と機能発現の関係を研究した。熱力学平衡論と速度論の両面から微細構造決定因子の解明を目指したものである。