アラミド繊維強化複合材料の水分および紫外線による劣化挙動について

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アラミド繊維強化複合材料が一般の工業材料として、安全かつ信頼性の高い材料として汎用化され得るには、高温・高湿・紫外線環境下における劣化に対する積極的な対策が必要であるとの認識から筆者は上記課題により昭和63年度科学研究費を申請、補助金を配分された。補助金による研究は、交付申請書に記載した研究実施計画にほぼ沿って行った。アラミド繊維・マトリックス樹脂(エポキシ樹脂)・及びアラミド繊維強化複合材料(丸棒15^φ、V_f:60%)の各供試体を、吸湿の初期条件を一定にするために全て恒温乾燥器内に保持して完全に除湿調整した後、湿度試験に準拠した一定温度の脱イオン水を満たした浸漬槽中で所定の水分吸湿率まで加速吸湿させ、平衡調温調湿方式の恒温湿器を取り付けた負荷装置により試験した。また紫外線については、試験中の供試体に所定の紫外線を照射するために、紫外線照射システムを負荷装置に取り付け試験を行っている。負荷装置には、万能型引張試験機・電気油圧式疲労試験機及び回転曲げ疲労試験機を併用し、各々の供試体の形状・寸法に対応した専用治具を介して取り付けた。又、微視組織学的な観察には、低加速電圧走査電子顕微鏡を主に用いた。具体的には、1)アラミド繊維・マトリックス樹脂及びアラミド繊維強化複合材料の湿潤環境中での静的強度特性を評価する基礎データーを得るために、湿度試験条件に準拠したイオン交換水中で、ブランクテスト用供試体をも含む全ての供試体について加速吸湿させ、種々の吸湿率を保持した試験片の静的な引張試験を行い、それらの劣化挙動の詳細を明らかにしつつある。2)これら供試体について、波長254、302、365nmの紫外線照射環境中での静的な引張強度試験を行い、紫外線による劣化挙動を定量的に把握すると共に、その機構を明らかにしつつ努力中である。現在研究結果を整理すると共に、動的(疲労)特性の試験を行っている。