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

环氧树脂异质结构的量化及其对疲劳性能的影响

• 批准号: 21K03752
• 负责人: 松田 聡
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03752/
• 关键词: エポキシ樹脂; 不均一構造; 吸水特性; 疲労; 接着; ガラス転移温度; エポキシ接着剤; 疲労特性; ナノ構造

本課題の最終的な目的は，ネットワーク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．令和4年度は，前年度までに確立したネットワーク構造顕在化手法と物性の関係を明らかにするとともに，不均一ネットワーク構造を有する接着剤の接着疲労特性を調べた。二種類のアニオン重合型触媒を用いて，平均架橋密度が同じとなるエポキシ樹脂硬化物を作成した．これらは吸水前は均一な粘弾性挙動，吸水後に不均一な挙動がみられ，潜在的な不均質構造を有した．これらについて，ガラス転移温度領域，吸水挙動，曲げ特性，破壊靱性値を調べたところ差がみられることを明らかにした．それぞれの特性について粘弾性から明らかにしたネットワーク不均質性から説明することができ，架橋密度差，その連続性など構造の推定が可能であった．また，平均分子量が同じで分布が異なる，吸水前から不均質構造が異なる接着剤組成を作成し，接着疲労特性を調べた．曲げ強さ，弾性率および静的接着強さは不均質性の影響を受けず，平均的な構造が支配因子であることを明らかにした．接着疲労寿命は不均一性が大きくなるほど低下する傾向を示すことがわかった．不均一性の高い接着剤はマイクロメートルサイズで相分離構造を有志，疲労き裂進展は架橋密度の高いき裂伝ぱ抵抗の低い領域を選択的に進展することを明らかにし，局所的な構造が破壊に寄与することを見出した．

The ultimate goal of this project is to understand the relationship between the structure and the fatigue, and to understand the influence of the fatigue on the resistance and the fatigue. In the fourth year, we established the relationship between the structure and the property. Two types of resin hardeners were prepared by using the same average bridging density as the two types of catalyst. Before water absorption, uniform viscosity changes; after water absorption, heterogeneous viscosity changes. The temperature field, water absorption, bending characteristics, breaking property value, adjusting the difference between the temperature field and the temperature field. The characteristics of the structure include viscosity, heterogeneity, bridging density, connectivity and structure estimation. The average molecular weight distribution is different, the heterogeneous structure is different before water absorption, and the composition is made, and then the fatigue characteristics are adjusted. The influence of heterogeneity on the strength of the curve and the static strength of the curve is obvious. Then the fatigue life is uneven, and the tendency to decrease is obvious. The high density of heterogeneous structure and the low density of heterogeneous structure.