2003 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ充填粒子の形態・強度・界面制御による高分子材の高強度・多機能化
Project/Area Number |
03F00036
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Research Institution | Kobe University |
Principal Investigator |
冨田 佳宏 神戸大学, 工学部, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LU Wei 神戸大学, 工学部, 外国人特別研究員
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Keywords | 界面 / 寸法依存性 / キャビテーション / 均質化法 / 高分子 / ゴムカーボンブラック / 分子鎖網目理論 |
Research Abstract |
充填粒子が充填高分子材の高強度・多機能化に重要な役割を果たしている.本研究では,充填粒子の強度・形態・界面状態の影響を全般的に考慮できるモデルを構築し,数値シミュレーションにより,高分子材の基本設計指針を与えることを目的とする.平成15年度における研究実績として,まず,マクロスケールの充填高分子材の変形応答に大きく影響するマイクロスケールの充填粒子と高分子母材界面における界面効果に着目し,実験観察結果に基づき,マイクロスケールの充填粒子と高分子母材界面の変形挙動をモデル化した.次に,界面の変形挙動に平均化操作を行い,充填粒子と高分子母材との相互作用を評価可能な界面のモデルを構築した.ついで,構築したモデルと分子鎖網目モデルを用い,均質化法を導入することにより,マイクロ・メゾ・マクロ領域における充填高分子材の変形挙動の数値シミュレーションを行い,軟質な界面は母材部のクレージングの発生を抑制できることを明らかにした.充填粒子の形態の影響について,二種類の充填高分子材を対象とし,検討を行った.まず,キャビテーションの寸法依存性を考慮したゴム粒子充填ポリマー材の変形挙動の数値シミュレーションを行い,キャビテーションの発生しない小粒子は母材部の塑性変形を促進せず,周りの局所的な変形挙動に従い,形を変化することを明らかにした.次に,カーボンブラックのミクロ構造を考慮した充填ゴム材の変形挙動の数値シミュレーションを行い,凝集的なミクロ構造を有する充填ゴム材の変形抵抗とヒステリシスロスが大きいことを明らかにした.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Yoshihiro Tomita, Wei Lu, Yasuhiro Furutani: "Micro- to Macroscopic Deformation Behavior of Carbon Black Filled Rubber under Monotonic and Cyclic Straining"Proceedings of the 7th Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and Its Application. (未定). (2004)
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[Publications] Wei Lu, Yoshihiro Tomita: "On Micromechanical Behavior of Glassy Polymer Blended with Different Sized Rubber Particles"Proceedings of International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences. (未定). (2004)
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[Publications] Wei Lu, Yoshihiro Tomita: "Numerical Evaluation of Debonding Behavior in Carbon Black-filled Rubber"Proceedings of the 2004 Sixth World Congress on Computational Mechanics. (未定). (2004)
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[Publications] Naghi Esmaeili Kelishomi, Wei Lu, Yashihiro Tomita: "Characterization of Micro- to Macroscopic Response of Trinary Polymer-Based Composite System"Proceedings of the 7th Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and Its Application. (未定). (2004)