3成分系ポリマーアロイの複合相構造による機械的特性向上機構

三元聚合物合金复合相结构的力学性能改善机制

• 批准号: 09750102
• 负责人: 納冨 充雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Meiji University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750102/
• 关键词: ポリマーアロイ; 機械的特性; 延性; PC; ABS; 3軸応力度; フラクトグラフィ; 破壊; 破壊靱性; 引張特性; フロクトグラフィ

本年度はPC/ABS樹脂を供試材とした.本材料はブタジエンゴムとAS樹脂で作られた非相溶2成分系のABS樹脂にポリカーボネイト(PC)を混合して作られた3成分系のポリマーアロイである.成分比の異なる6種類の試験片を作成し,透過型電子顕微鏡によるモルフォロジ観察を行った.その結果,PC/ABSが60%/40%の時,両材料とも連続相を形成し,それ以外の成分比の時は成分量の多い方が連続相で,少ない方が分散相となった.この試験片を用いて,延性破壊試験を行った.これは,丸棒状の試験片中央円周上に半径Rの溝を作り,軸方向に引張荷重を負荷し,破断する試験である.半径Rの値を0.8mmから∞(平滑試験片に相当する.)まで変化させることによって,溝部の3軸応力状態を変化させる.各の3軸応力状態における材料の破壊挙動の変化を調べることによって,材料の微視的構造が延性に及ぼす影響を評価することができる.PCは3軸応力度が増加するに従って,延性は低下した.これは,一般的な金属材料と同じ傾向である.一方,ABS樹脂は3軸応力度の増加と共に,延性も増加した.これは,内部に存在するゴム粒子の破裂は3軸応力に支配的であり,3軸応力度の増加と共に破裂に要する応力が低下したと考えられる.さらに,ゴム粒子の破裂は粒子近傍の応力を解放し,その結果,ゴム粒子の周囲の局所で塑性変形が生じる.これらの機構によって,一般的な金属材料とは全く逆の傾向を示したと考えられる.さらに,PC/ABSにおいては,3軸応力度の増加と共に延性は低下したが,重量分率が80:20の時には,延性低下の傾向は緩やかとなる.これは,先に述べたABSの延性増加機構が有効に作用したためと考えられる.

This year PC/ABS resin test material This material is made up of two immiscible ABS resins and three immiscible ABS resins. Six kinds of samples with different composition ratios were prepared, and the transmission electron microscope was used for detection. As a result, when PC/ABS ratio is 60%/40%, the material and the phase are formed, and the composition ratio is different. The test piece is used in the middle of the test, and the test piece is used in the middle of the test piece. A groove of radius R on the center circumference of the test piece is formed, and a tensile load is applied in the axial direction. Radius R = 0.8mm ∞ (smooth test piece = 0.8mm ∞) The 3-axis force state of the groove is changed. The deformation of the material under the stress state of each 3-axis is modulated, and the ductility of the structure of the material under the Weishi app is evaluated. The ductility of the PC is reduced due to the increase of the stress state of the 3-axis.これは,一般的な金属材料と同じ倾向である. On the one hand, ABS resin increases in strength and ductility of three axes. In this case, the fracture of particles in the interior is dominated by the 3-axis force. The 3-axis force increases and the total fracture force decreases. In the meantime, the particle's fracture releases the force near the particle, and as a result, the plastic deformation of the particle's circumference occurs. The mechanism of this kind of metal material is usually reversed. In addition, PC/ABS ratio increases, 3-axis strength increases, total ductility decreases, weight fraction increases to 80:20, ductility decreases. The ABS ductility mechanism has a role to play.

项目成果

納冨充雄 ほか4名: "PC/ABS樹脂の混合モード破壊" 日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集 Vol.B. 98-5. 209-210 (1998)

Mitsuo Notomi 等 4 人：“PC/ABS 树脂的混合模式断裂”日本机械工程学会材料力学分部讲座论文集第 98-5 卷（1998 年）。

納冨充雄 ほか4名: "ゴム粒子充填高分子材料の延性破壊に及ぼす応力三軸度の影響" 日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集 Vol.A. 98-5. 293-294 (1998)

Mitsuo Notomi 等 4 人：“应力三轴性对填充橡胶颗粒的聚合物材料的延性断裂的影响”日本机械工程学会材料力学分部讲座论文集第 98-5 卷（1998 年）。

Kishimoto, Husaini MiNOTOMI et al.: "Fracture Behavior of ABS Resin under Mixed Mode Loading" Key Engineering Materials. 145. 743-748 (1998)

Kishimoto、Husaini MiNOTOMI 等：“混合模式加载下 ABS 树脂的断裂行为”关键工程材料。

M.Notomi ほか4名: "Damage and Fracture Behavior of PC/ABS Polymers in Triaxial Stress Fields" First Asian-Australasian Conference on Composite Materials. 7301-7304 (1998)

M.Notomi 和其他 4 人：“PC/ABS 聚合物在三轴应力场中的损伤和断裂行为”第一届亚洲-澳大利亚复合材料会议 7301-7304 (1998)。

岸本敦雄.井上裕嗣 納冨充雄.渋谷寿一: "PC/ABS樹脂の衝突破壊靱性評価" 第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 194-198 (1997)

Atsuo Kishimoto、Hiroshi Inoue、Mitsuo Notomi 和 Juichi Shibuya：“PC/ABS 树脂冲击断裂韧性的评估”第 9 届断裂力学研讨会论文集 194-198（1997 年）。