• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

環境保全に資する原料および炭素繊維複合材料合成プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01777
研究機関名古屋大学

研究代表者

山本 徹也  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (10432684)

研究分担者 入澤 寿平  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30737333)
荒川 賢治  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80346527)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードCFRTP / 高分子中空微粒子 / 低環境負荷型プロセス / 界面接着性 / 複合材料 / 延性破壊
研究実績の概要

CFRTPの一般自動車への適用を考え,CFRTPの破壊挙動について調査した。これまでの研究で熱可塑性樹脂(TP)と炭素繊維(CF)の界面接着性をポリマーコロイドで改善させ,CFRTPの力学物性を向上させてきた。その結果,CFRTPは脆性破壊を示し,自動車への適用を考えた際に危害性があると考えられた。そこで,CFの表面を高分子中空微粒子で修飾し,CFとTPの界面にナノボイドを挿入することで接着性を制御しながら,樹脂含浸率を向上させることを試みた。その結果,CFRTPの力学物性を向上させると同時に脆性破壊を抑制することに成功した。本成果によって,CFRTPの車載用部材としての適用の可能性を高めることができた。この際に用いる高分子中空微粒子の製造についても,環境負荷を低減するプロセスを開発した。具体的には,ソープフリー乳化重合を行う際に,アゾ系の油溶性開始剤を混ぜ,微粒子内部に含ませる。サブミクロンサイズの微粒子の調製後,重合温度より高い温度に加熱することで粒子内部のアゾ系開始剤を分解させ,窒素ガスを発生させることにより粒子内部に中空部を形成させることができた。本プロセスは,従来のテンプレート法に比べて,加熱という単純な操作で中空を形成するという簡便かつ低環境負荷な方法であると言える。本成果による中空微粒子製造の低環境負荷型プロセスと低危害性のCFRTP製造法を組み合わせることで,SDGs社会構築に貢献できると考えている。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Creating a laminated carbon fiber-reinforced thermoplastic using polypropylene and nylon with a polypropylene colloid2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tetsuya、Ota Yusuke
    • 雑誌名

      Composite Structures

      巻: 255 ページ: 113038~113038

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2020.113038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Polystyrene Nanoparticles using Thermally Reversible Hydrogel as Polymerization Field2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Naoki、Ouchi Shinya、Yamamoto Tetsuya
    • 雑誌名

      KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU

      巻: 47 ページ: 11~16

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.47.11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Making hollows using nitrogen gas emitted by the decomposition of VAm-110 in polystyrene particles2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tetsuya、Tsutsumi Kazuya、Kawai Yusuke
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 202 ページ: 122761~122761

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2020.122761

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size Control of Polystyrene Nanoparticles Synthesized in Melamine Foam2020

    • 著者名/発表者名
      Ouchi Shinya、Yamada Naoki、Yamamoto Tetsuya
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 59 ページ: 17927~17933

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.0c03560

    • 査読あり
  • [学会発表] CFRTPの力学物性を向上させる構造設計2021

    • 著者名/発表者名
      吉良亘平,金スルチャン,山本徹也
    • 学会等名
      第23回化学工学会学生発表会
  • [学会発表] メラミンフォームを反応場とした 高分子ナノ粒子のサイズコントロール2021

    • 著者名/発表者名
      大内慎也,山田尚輝,山本徹也
    • 学会等名
      化学工学会 第86年会
  • [学会発表] メチルセルロースゲルを反応場とした高分子ナノ粒子の合成2021

    • 著者名/発表者名
      山本徹也,山田尚輝
    • 学会等名
      化学工学会 第86年会
  • [学会発表] シリカコロイドを利用したCFRTPのマテリアルリサイクル2020

    • 著者名/発表者名
      山本徹也,薮下翔
    • 学会等名
      2020年度粉体工学会春期研究発表会
  • [学会発表] シリカナノコロイドを利用したCFRTPのマテリアルリサイクル2020

    • 著者名/発表者名
      山本徹也,薮下翔
    • 学会等名
      繊維学会年次大会2020
  • [学会発表] 粒子内で発生した窒素ガスによる高分子微粒子の中空化2020

    • 著者名/発表者名
      堤和也,山本徹也
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
  • [学会発表] ナノボイドがCFRTPの力学特性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      寺田悠悟,山本徹也
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
  • [学会発表] 高分子微粒子の中空化と炭素化2020

    • 著者名/発表者名
      山本徹也,河合優介
    • 学会等名
      化学工学会 第51回秋季大会
  • [学会発表] ラジカルを利用した炭素繊維と熱可塑性樹脂間の接着性向上2020

    • 著者名/発表者名
      金スルチャン,山本徹也
    • 学会等名
      2020年 繊維学会秋季研究発表会
  • [学会発表] 三次元網目構造を反応場とした高分子ナノ粒子のサイズコントロール2020

    • 著者名/発表者名
      大内慎也,山田尚輝,山本徹也
    • 学会等名
      2020年度粉体工学会秋期研究発表会
  • [学会発表] 熱可逆性ハイドロゲルを重合場としたポリスチレンナノ粒子の合成2020

    • 著者名/発表者名
      山田尚輝,大内慎也,山本徹也
    • 学会等名
      化学工学会広島大会2020
  • [図書] CFRP/CFRTPの界面制御、成形加工技術と部材応用2020

    • 著者名/発表者名
      山本徹也ら
    • 総ページ数
      586
    • 出版者
      株式会社技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-811-1
  • [備考] 発表論文

    • URL

      http://www.material.nagoya-u.ac.jp/Tanabe_Yamamoto_Lab/paper.html

  • [産業財産権] 高分子化合物の製造方法、多孔質体、及び高分子化合物の粒子2020

    • 発明者名
      山本徹也, 大内慎也, 山田尚輝
    • 権利者名
      山本徹也, 大内慎也, 山田尚輝
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-085490

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi