エポキシ樹脂の不均質構造の定量化と疲労特性への影響

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03752
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 松田 聡 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (40316047)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: エポキシ樹脂 / 不均一構造 / 動的粘弾性 / 疲労特性

研究成果の概要

本課題の目的は，エポキシ樹脂の架橋構造と疲労下限界のミクロな破壊プロセスとの関係を実験的に明らかにし，マクロな疲労き裂伝ぱ抵抗へ及ぼす影響を知ることである．架橋構造差のあるエポキシ樹脂硬化物を作製し，樹脂および接着構造体の静的・疲労き裂伝ぱ特性を調べた。樹脂特性・接着特性ともに，不均一性の拡大により疲労抵抗は低下する傾向を示した。種々のエポキシ樹脂硬化物について吸水による粘弾性挙動の変化から不均一構造の可視化を試み，ほぼすべてのエポキシで架橋密度の粗密差があることを明らかとした．吸水させたエポキシ硬化物を観察し，不均一構造の可視化に成功した。

自由記述の分野

高分子材料強度学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，エポキシ樹脂の架橋不均一性に着目し，その可視化に成功し，架橋不均一性が疲労き裂伝ぱ抵抗に影響を及ぼすことを明らかにした。構造用接着剤や繊維強化複合材料では疲労抵抗が重要な特性であり，本結果はミクロな構造を制御することにより疲労抵抗を改善する新たな樹脂組成設計を可能とする。また，今後発展するであろうマテリアルインフォマッティクスを用いた材料設計においてもミクロな構造制御という鍵となる要素の端緒を担うものである。