| 研究課題/領域番号 |
20H02779
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
大久保 敬 大阪大学, 先導的学際研究機構, 教授 (00379140)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 炭素繊維強化プラスチック / 表面酸化 / 二酸化塩素 / 光反応 / ラジカル / 塩素 / 酸素官能基 |
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| 研究実績の概要 |
前年度までに、二酸化塩素によってポリプロピレンなどのプラスチック表面をC-H酸化することによって極性官能基を導入する技術を用いて、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic：CFRTP）の表面酸化を目指した技術を達成している。今年度はさらに酸化反応の難度の高い炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP）の表面酸化について検討を行った。
二酸化塩素ガスを発生させたチャンバーの中にCFRPを静置しＬＥＤで光照射を行った。反応後水洗いし表面IR（ATR-IR）の測定を行った。その結果1700 cm-1 と3000cm-1 にカルボニル基と水酸基に由来する吸収がそれぞれ観測され、酸素官能基が効率良く導入されることがわかった。反応温度、二酸化塩素濃度、反応時間などの最適化を行った。本反応はCFRTPの場合と同様に二酸化塩素への光照射によって、二酸化塩素の異性化、O-Cl結合開裂によって塩素ラジカルと一重項酸素が生成し、塩素ラジカルがCFRPを構成する樹脂のC-H結合を開裂させ、生成する炭素中心ラジカルに酸素が導入されたと考えられる。X線光電子分光分析（XPS）、 水接触角測定の結果でも酸素官能基の導入をサポートする結果を得ることができた。本酸化処理による材料の劣化、分子量の低下などは観測されなかった。また、表面の見た目、弾性なども全く変化はなかった。このように表面酸化が施された材料は接着特性の向上など様々な機能発現が期待される。
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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
計画で予定していた炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic：CFRP）の表面酸化を達成することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
様々な炭素強化プラスチックへの応用を目指し研究をさらに進めていく予定である。産学連携にも力を入れていきたい
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