| 研究課題/領域番号 |
18K04640
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
吉野 悟 日本大学, 生産工学部, 講師 (80594788)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | エアバック用ガス発生剤 / 湿度試験 / 熱分析 / アゾール化合物 / 経時変化 / 劣化特性 |
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| 研究実績の概要 |
エアバッグ用ガス発生剤は長期間自動車に搭載されるため、過酷な環境条件に暴露されながらもガス発生挙動が大きく変化してはならいなどの高度な性能が要求される。ガス発生剤の環境条件における化学的安定性の検討を目的とし、アゾール系ガス発生剤の湿度試験を行い、劣化サンプルについて熱分析により熱安定性・エネルギー発生特性の把握を行った。
対象物質は5,5-ビテトラゾールジアンモニウム(BHT)および1,2,4-トリアゾール-3-オン(TO)とし、参考として硝酸アンモニウム(AN)および硝酸グアニジン(GN)を用いた。恒湿恒温槽を湿度30%、温度85℃(H30-T85)、湿度85%、温度30℃(H85-T30)、湿度85%、温度85℃(H85-T85)にそれぞれ設定し、サンプル約500 mgを14日間暴露した。暴露前後のサンプルを秤量し、暴露したサンプルは熱分析に供した。熱分析は密閉セル-示差走査熱量測定(SC-DSC)を用いて、試料量約1 mg、昇温速度5 K/min、測定範囲30-445℃として熱的特性を確認した。
環境条件がH85-T85で14日間暴露したとき、BHTおよびTO、GNの暴露前との質量増加率は1.0%未満であったが、ANの質量増加率は約7.0%と高かった。暴露後のサンプルの熱的特性として、BHTおよびTOの最大発熱速度は顕著な変化が確認されなかったが、GNは高温側に約15℃、ANは低温側に約10℃シフトすることが確認された。これらのことからアゾール化合物は高温高湿度条件への暴露で顕著な変化はなく、ANは高温高湿度条件への暴露により熱的特性が変化することがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成30年はアゾール系ガス発生剤の耐湿試験を行うことが検討項目に挙げられており、
5,5-ビテトラゾールジアンモニウム(BHT)および1,2,4-トリアゾール-3-オン(TO)，硝酸アンモニウム(AN)および硝酸グアニジン(GN)の耐湿試験と熱的特性については完了している。湿度試験を行うための恒湿恒温槽の納期に時間がかかり、湿度試験の10月以降になったが、それ以降の実験がスムーズに行うことができたため、おおむね順調であるという判断に至った。現在は、化学的な定性、定量分析に関して進行中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初予定していたアミノテトラゾール、塩基性硝酸銅が入手されたため、今後湿度試験および熱的特性についても検討し、適宜、化学分析を行って定性・定量分析を実施する。湿度試験および熱的特性の結果から、劣化生成物がごく微量であることが予想されており、定性・定量分析の手法を慎重に検討することが課題である。
また、今年度はサーマルサイクル試験を実施する予定であり、対象物質は当初の予定通りの5,5-ビテトラゾールジアンモニウムおよび1,2,4-トリアゾール-3-オン，硝酸アンモニウムおよび硝酸グアニジン(GN)、アミノテトラゾール、塩基性硝酸銅を用いて恒湿恒温槽のプログラム設定により実施する予定である。プログラム設定は、-40℃(4h保持)から100℃(2h保持)で温度遷移速度を40 K/hとして40サイクルを1セットとして実施する。また、熱的特性および劣化生成物の定性・定量に関しても耐湿試験と同様に実施する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ガス発生剤メーカーの調査および海外機関の情報収集を予定していたが、調査は先方との都合が合わず2019年度に実施する予定である。また、物品の納期が遅れたことから研究の準備に時間がかかり、海外における情報収集を2019年度に実施することを予定している。
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