新奇高性能プラズマによるCFRTPの融点未満の直接接合とメカニズムの解明

使用新型高性能等离子体在熔点以下直接键合 CFRTP 并阐明其机理

• 批准号: 19K05039
• 负责人: 遠藤 和弘
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05039/
• 关键词: プラズマ; 直接接合; 接合メカニズム; CFRTP; 非晶質樹脂; 固体の熱力学; 高性能プラズマ; 官能基; XPS; CFRP; せん断応力; プラズマアシスト・インサート射出成形法; ＣＦＲＰ; 融点未満; 官能基の長寿命化

我々は、プラズマ照射により樹脂表面に導入した官能基の寿命が長い特長を持つプラズマを用いて、CFRTPの接合を融点未満の温度で行い、36MPaという極めて強い接合強度を実現し、ボルト、接着剤、熱融着等の従来の接合法の問題点を解決した。温度については、世界で初めて、固体の熱力学的視点からプラズマによる直接説合のメカニズムを解明した。とくに融点Tm近傍のプラズマ接合では、高分子の鎖の距離が縮まり、このため熱力学的に予見される強度より、強い強度が得られることが分かった。そこで高分子の結晶性に係わるガラス転移点Tgに着目し、Tg前後の温度で、直接接合の有無を調べた。前回は、Tg前後の二点のみの温度でのデータだったため、今回は樹脂の種類と設定温度も増やして行った。その結果、PETのCFRTPについて、DSCやTMAで測定したTgは69℃であったが、予想に反し、Tg以上の100℃でも接合は起こらなかった。100℃を超えると接合強度の対数は接合の絶対温度Tの逆数に対し、直線的に上昇した。PPSのCFRTPでは、Tgは90℃であったが、予想に反し、それ以下の80℃でも接合した。PEEKのCFRTPはTgは143℃であったが、予想通り、ガラス転移点以下では接合しなかった。いずれのCFRTPも接合温度の領域では、接合強度の対数とTの逆数のプロットから、直接接合の自由エネルギー⊿Gとエンタルピー変化⊿Hが得られた。PPSとPEEKのCFRTPでは高温の高強度領域では、直線からずれて、接合強度は一定になり、CFRTP同士の接合面でないCCFRTPの母材が破壊していた。前回の結果では、高強度接合について接合強度を示したが、今回は、中程度、低強度の接合についても、ロードセルを10kN、500Nと使い分けて測定し、プラズマによる各種CFRTP同士、CFRTPと金属との接合について定量的に示した。

We have solved some problems in the bonding method, such as the introduction of functional groups on the resin surface, the long service life, the use of CFRTP, the melting point temperature, 36MPa, the extremely strong bonding strength, the adhesion, the thermal melting, etc. Temperature, the beginning of the world, solid thermodynamics point of view, direct explanation, In the near melt point Tm, the polymer chain distance is reduced, and the thermodynamic strength is increased. The crystallinity of polymers is regulated by the temperature before and after Tg and the presence or absence of direct bonding. The temperature of the two points before and after Tg is increased. The type of resin is increased. Results, PET and CFRTP, DSC and TMA measurements Tg 69℃, expected Tg 100℃ and above 100 ° C to 100 ° C PPS CFRTP is 90 ° C and below 80 ° C. PEEK CFRTP Tg 143℃The temperature field of CFRTP joint is different, the number of joints is different, and the number of joints is different. PPS and PEEK CFRTP have high temperature and high strength areas, straight lines and joint strength, and the joint surface of CFRTP is not damaged. The results of the previous round showed that the bonding strength was high, and the bonding strength was low. The bonding strength was high. The bonding strength was low. The bonding strength was high.

项目成果

CFRTPの一体成形による接合強度向上に関する研究 -積層方向の母材接合部のせん断強度評価-

CFRTP一体成型提高接头强度的研究-母材接头叠层方向剪切强度评价-

• 发表时间: 2019
• 作者: Ichibha Tom;Zhang Yunwei;Hongo Kenta;Maezono Ryo;Reboredo Fernando A.;藤岡一樹，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌
• 通讯作者: 藤岡一樹，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌

接合物の製造方法

保税品的制造方法

• 发表时间: 2020

大気圧プラズマによる樹脂及び樹脂を用いた複合材料の直接接合技術

利用常压等离子体的树脂与复合材料直接粘合技术

• 发表时间: 2019

CFRTPの一体成形による接合強度向上に関する研究

CFRTP一体成型提高结合强度的研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Song Peng;Hou Zhufeng;de Castro Pedro Baptista;Nakano Kousuke;Takano Yoshihiko;Maezono Ryo;Hongo Kenta;藤岡一樹，和田拓己，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌
• 通讯作者: 藤岡一樹，和田拓己，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌

CFRTP の接合強度向上に関する研究

提高CFRTP粘结强度的研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Jun Yamada;Natsuka Tsuboi;Takashi Kojima;and Naofumi Uekawa;藤岡一樹，和田拓己，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌
• 通讯作者: 藤岡一樹，和田拓己，瀬戸雅宏，田中宏明，山部昌