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2015 年度 実施状況報告書

低熱膨張性と強靭性を兼ね備えた、低温硬化型高耐熱性高分子複合材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420748
研究機関地方独立行政法人大阪市立工業研究所

研究代表者

大塚 恵子  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究主幹 (50416286)

研究分担者 木村 肇  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 有機材料研究部, 研究主任 (60416287)
松本 明博  地方独立行政法人大阪市立工業研究所, 企画部, 企画部長 (40416285)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードマレイミド / アリル化合物 / エポキシ樹脂 / アミン / 高耐熱性 / 低熱膨張性 / 強靭性
研究実績の概要

本年度は、これまでに得られた変性マレイミド樹脂の構造設計指針を基に、マレイミド/アリル化合物/アミン/エポキシ樹脂反応系において、最高硬化温度200℃以下で、低熱膨張性・強靭性・高耐熱性樹脂を開発するための配合条件や硬化条件の最適化を検討した。
マレイミド樹脂をベース樹脂としたアリル化合物やアミン、エポキシ樹脂とのポリマーアロイにおいて、低熱膨張性・強靭性・高耐熱性を示す配合条件と硬化条件について検討した。高耐熱性を維持しつつ破壊靭性値を向上させるためには、汎用マレイミド(BMI)と主鎖骨格が柔軟な脂肪族ユニットであるマレイミド(TMH)を組み合わせることが必要であった。マレイミド/アリル化合物/アミン/エポキシ樹脂配合系の場合、最高硬化温度が250℃の場合には、触媒未添加でもBMIの割合を大きくすることでガラス転移温度を300℃以上にすることは可能であるが、靱性向上のためにTMHの配合割合を大きくした配合系では300℃以上にすることはできなかった。触媒として過酸化物を用いた場合、耐熱性と靱性について当初開発目標値を達成する樹脂配合系を見出すことができた。本配合系では、触媒を添加することで、より反応が進んで複数の架橋高分子網目が相互に侵入し合ったネットワークを形成する。さらに、絡み合い密度が大きいほど、すなわち架橋密度が大きいほどネットワーク全体の分子運動性が抑制されるために、高耐熱性で低熱膨張性を示すことが明らかになった。
熱膨張性については、開発目標値に近いレベルを示す樹脂配合系を見出すことはできたが、目標値達成までには至らなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度は、平成25、26年度で得られた変性マレイミド樹脂の構造設計指針を基に、低熱膨張性・強靭性・高耐熱性樹脂を開発するための樹脂の配合条件や硬化条件の最適化を検討した。耐熱性と靱性については当初開発目標値を達成したが、熱膨張性について未だ目標値を達成できていない。

今後の研究の推進方策

最高硬化温度200℃の条件で、熱膨張性について当初開発目標値を達成す触媒、あるいは変性樹脂の選択を検討する。

次年度使用額が生じた理由

硬化物物性測定用試験片作製のために購入した送風定温恒温器が予定額よりも安価であったために、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度の直接経費89万円は、物品費に49万円 旅費30万円、その他10万円を予定している。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] 側鎖に脂肪族ユニットを持つポリチオールで変性したビスマレイミド樹脂の硬化物物性2015

    • 著者名/発表者名
      大塚恵子, 木村肇, 松本明博, 池下真二, 中尾日六士, 坪田俊祐
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: 36 ページ: 126-132

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High performance phenolic resin based on untreated natural herbaceous lignin2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kimura, Keiko Ohtsuka, Akihiro Matsumoto, Takeshi Ougi, Yoshiaki Ishibashi, Kohji Yamano
    • 雑誌名

      Polymers and Polymer Composites

      巻: 23 ページ: 525-534

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ベンゾオキサジンとシアネートエステル樹脂からなる新しい高性能フェノール系ネットワークポリマー2015

    • 著者名/発表者名
      木村肇, 大塚恵子, 松本明博
    • 雑誌名

      ネットワークポリマー

      巻: 36 ページ: 66-71

    • 査読あり
  • [学会発表] 低温硬化型新規熱硬化性イミド化合物を利用した新しいネットワークポリマー2016

    • 著者名/発表者名
      木村肇, 大塚恵子, 松本明博, 米川盛生, 大石好行
    • 学会等名
      精密ネットワークポリマー研究会第9回若手シンポジウム
    • 発表場所
      兵庫県立大学(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2016-03-04
  • [学会発表] 草木系リグニンを活用した高性能フェノール樹脂2015

    • 著者名/発表者名
      木村肇, 大塚恵子, 松本明博, 米川盛生, 大橋康典, 周霖, 山本麻衣子
    • 学会等名
      第24回ポリマー材料フォーラム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
  • [学会発表] 草木系リグニンを活用したフェノール樹脂の高性能化2015

    • 著者名/発表者名
      木村肇, 大塚恵子, 松本明博, 米川盛生, 大橋康典, 周霖, 山本麻衣子
    • 学会等名
      第23回フィラーシンポジウム
    • 発表場所
      グランテラス富山(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-11-19 – 2015-11-20
  • [学会発表] 高靱性を有するチオール変性マレイミド樹脂の開発2015

    • 著者名/発表者名
      大塚恵子, 木村肇, 坪田俊祐, 宮田篤, 池下真二, 中尾日六士
    • 学会等名
      第65回ネットワークポリマー講演討論会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市西区)
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-09
  • [学会発表] 低温硬化型新規熱硬化性イミド化合物を利用した新しいネットワークポリマー2015

    • 著者名/発表者名
      木村肇, 大塚恵子, 松本明博, 米川盛生, 大石好行
    • 学会等名
      第65回ネットワークポリマー講演討論会
    • 発表場所
      新潟大学(新潟市西区)
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-09
  • [学会発表] 長鎖脂肪族ユニットを持つ多官能チオールで変性したビスマレイミド樹脂の硬化物物性2015

    • 著者名/発表者名
      大塚恵子, 木村肇, 坪田俊祐, 宮田篤, 池下真二, 中尾日六士
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学(仙台市青葉区)
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] イソシアヌル骨格を持つ多官能チオールで変性した高耐熱性マレイミド樹脂の特性2015

    • 著者名/発表者名
      大塚恵子, 木村肇, 池下真二, 中尾日六士, 坪田俊祐
    • 学会等名
      第53回日本接着学会年次大会
    • 発表場所
      愛知工業大学(愛知県豊田市)
    • 年月日
      2015-06-19

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公開日: 2017-01-06  

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