Hierarchical Heterogeneity and Plastic Mechanics of Thermosetting Composites

热固性复合材料的分层异质性和塑性力学

• 批准号: 22H01795
• 负责人: 春藤 淳臣
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01795/
• 关键词: デフォーカスイメージング; ネットワーク; ガラス; 応力分布; 蛍光プローブ; 界面濃縮; シリカ; 応力集中; 破壊; 高分子

熱硬化性樹脂はフィラーと複合化した状態でしばしば使用される。しかしながら、フィラー界面近傍では一方の成分が濃縮し、化学量論から逸脱した状態で硬化反応が進行するため、フィラーの効果が十分に発揮されているとは言い難い。本研究では、ナノ物性マッピング解析に基づき、熱硬化性コンポジットのフィラー界面の存在が不均一性、ひいては応力分布、靭性や破壊挙動に与える影響を明らかにすることを目的とした。令和4年度に実施した具体的な項目と主な研究成果を以下にまとめる。(1) 本年度は、装置を新たにセットアップし、直径7 nmの量子ドットの熱運動の追跡に成功した。標準サンプルとして、ポリアクリルアミドゲル中に量子ドットを分散させ、ある一定のひずみでゲルを伸長した状態で量子ドットの熱運動を追跡したところ、異方的な熱運動が確認された。異方性の程度は、測定場所に依存して異なることも明らかになった。(2) フィラー界面近傍には、一方の成分が濃縮することが知られている。そこで、界面近傍のモデル試料として、エポキシとアミンの化学量論比を変えたエポキシ硬化物を作製した。ガラス転移温度と質量密度は、アミン分率の増加に伴い減少した。引張試験を実施したところ、破断ひずみ、ひいては靭性は、アミン分率の増加に伴い増加し、最大値に達した後、減少した。現在、全原子動力学分子シミュレーションに基づき、ネットワーク構造とその不均一性を検討中である。(3) シリカをフィラーとして用い、シリカ分率を変えたエポキシ硬化物を作製した。ガラス転移温度は、シリカ分率にほぼ依存しなかった。一方、ヤング率および降伏応力は、シリカ分率の増加に伴い、増加した。しかしながら、ヤング率の値は、エポキシマトリクスとシリカの2成分を仮定した予測値に比べて小さいことから、シリカ界面近傍には脆弱層が存在することが示唆された。

The thermosetting resin is used in a complex state. In the vicinity of the interface, one of the components is concentrated, and the chemical theory is in the state of hardening. The purpose of this study is to clarify the effects of physical properties analysis, thermal hardening, and interface heterogeneity, force distribution, and toughness. The specific projects and main research results of the fourth year of this year are as follows: (1)This year, we successfully tracked the thermal motion of a new device with a diameter of 7 nm. The thermal motion of the quantum element in the standard state is traced, and the thermal motion of the quantum element in the different state is confirmed. The degree of heterogeneity is determined by the location of the site. (2)The composition of a party is concentrated near the interface. The chemical ratio of the sample near the interface is different. The temperature, mass density and fraction of carbon dioxide increase with decreasing temperature. In addition, the increase in tensile strength, tensile At present, all atomic dynamics molecular systems are under investigation for their basic structure and heterogeneity. (3)The first step is to make sure that you have a good understanding of the problem. The temperature and temperature of the shift are dependent on the temperature and temperature of the shift. In addition, the rate of decline of the party, the rate of decline of the party, the increase of the party. The two components of the system are determined by the difference between the predicted values and the weak layers near the interface.