環境にやさしく、コストパフォーマンスの高い"グリーン"コンポジットの開発と性質改善

环境友好且具有成本效益的“绿色”复合材料的开发和性能改进

• 批准号: 03F00217
• 负责人: 合田 公一
• 金额: $ 0.38万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F00217/
• 关键词: グリーンコンポジット; 天然繊維; ラミー麻; ガラス繊維; 生分解性樹脂; マーセル化; 破断ひずみ; 引張特性

環境・資源・エネルギーを保護する研究・技術開発の社会的要請の流れを受けて,環境に負荷を与えない天然繊維を用いた複合材料の開発が近年注目を浴びている。天然繊維は,これまで主に使用されてきたガラス繊維強化プラスチック(Glass Fiber Reinforced Plastics)を代替する可能性を秘めた材料である・すなわち,ガラス繊維の強度には及ばないものの,化学処理によってその特性を大きく改善でき,構造材料として必要とされる高靭性発現の可能性を有している。そこで当該年度では,代表的な高強度天然繊維であるラミー麻の変形・破壊挙動に及ぼすマーセル化処理の影響を明らかにした。供試材として,代表的な高強度天然繊維であるラミー麻繊維を用いた。まず,荷重負荷化学処理装置を用いて,単繊維に緊張下でアルカリ処理を施した(以下,この処理をマーセル化処理と記す)。そして,処理された単繊維の引張試験を,微小荷重検出用引張試験機を用いて実施した。試験条件はJIS R 7601(炭素繊維試験方法)に準じ,同時にレーザー変位計によりひずみ測定を実施した。マーセル化による力学的挙動の変化をさらに詳しく検討するために,同様な試験片を用いて,ラミー麻繊維の繰返し引張試験を実施した。得られた結論を要約すると次のとおりである。(1)静的引張試験の結果,マーセル化処理はラミー麻繊維の破断ひずみを大きく向上させる。(2)マーセル化処理は,ラミー麻繊維へ強度信頼性の向上を付与することができる。(3)繰返し引張試験の結果,未処理繊維は負荷中ほぼ線形的な応力-ひずみ関係を示し,除荷により現れる塑性ひずみは僅かであった。(4)マーセル化処理されたラミー麻繊維は負荷中,非線形的な応力-ひずみ関係を示し,明らかな塑性ひずみが認められた。また,除荷過程では低応力域で粘性挙動を示す。(5)本研究により,マーセル化繊維束を強化材とする複合材料において,大幅な靭性改善の効果が期待される。

Environment, resources, environmental protection, research, technological development, social requirements, environmental load, natural environment, application, development of composite materials, etc. Natural fiber Reinforced Plastics (Glass Fiber Reinforced Plastics) may be replaced by glass fiber reinforced plastics. Materials may be used to improve the strength and properties of glass fiber reinforced plastics. Chemical treatment may greatly improve the properties of glass fiber reinforced plastics. Structural materials may be used to improve the toughness of glass fiber reinforced plastics. This year represents the impact of high-intensity natural weathering and chemical treatment. The test material represents the high-strength natural fiber. In addition, the heavy load chemical treatment device is used to perform the treatment under stress (hereinafter, the treatment is described in detail). In addition, the tension test machine for handling single dimensions and tension test machine for small loads are used. The test conditions are in accordance with JIS R 7601(Carbon Fiber Test Method), and the measurement of carbon fiber is carried out. The dynamics of the system are discussed in detail, and the test results are presented in detail. I will make an offer for the second time. (1)The result of static tension test is that the chemical treatment is not stable. (2)The intensity of the signal is increased. (3)The results of the test show that the load is not treated, and the linear relationship between the load and the load is not treated. (4)In the process of chemical treatment, the non-linear force-internal relationship is displayed, and the plastic material is recognized. Also, the load removal process is illustrated by viscous motion in the low force region. (5)In this study, a large improvement in toughness is expected for composite materials strengthened by a compact fiber bundle.