動的変形を受ける粒子充填ポリマーの力学的特性の強化

ポリマーに粒子充填を行いポリマーの動的力学特性を高度化するための基礎研究として、マイクロスケールの界面の変形挙動に平均化操作を行い,充填粒子と高分子母材との相互作用を評価可能な界面のモデルの構築,分子鎖網目モデルならびに均質化法を用いたマクロ・マイクロスケールの充填粒子と高分子母材の変形挙動の解明,充填粒子のキャビテーションや界面の剥離による平均応力抑制効果を利用したクレーズの発生の抑制条件の決定等に対して計算力学的に対応可能な力学モデルを構築した。一方、動的変形を受ける高分子材料の特性評価に必須の粘弾性構成式に関して、放射線照射下を含む様々な環境下において得られた高分子材料の力学的応答に関する詳細な実験結果を精査し、各種環境パラメータが高分子材の静的から動的応答に及ぼす影響を明らかにした。同時に、シャルピ試験等の衝撃実験結果から、環境が衝撃破壊に及ぼす影響も調査した。ついで、実験結果をもとに、高分子材料のひずみ速度依存性構成式を構築した。まず、ポリカーボネートに対して、比較的低速での実験結果から非線形ひずみ速度依存性挙動のモデル化を行った。さらに、高分子材料のクレージング損傷と時間依存性破壊挙動,変形と破壊の熱力学的連成挙動に関するモデルも構築した。これらは、動的変形を受ける粒子充填高分子材料の特性評価に必須であり、均質化法を用いた、各種充填粒子の形態、体積含有率、分布形態依存性を首尾よく表現可能なマイクロスコピックモデルに導入することによって、充填粒子と高分子母材の界面挙動,母材のひずみ速度に依存した不均一変形の発生と伝播挙動の適切なモデル化ならびに力学特性評価を可能としている.

ポリマーに粒子充填を行いポリマーの動的力学特性を高度化するための基礎研究として、マイクロスケールの界面の変形挙動に平均化操作を行い,充填粒子と高分子母材との相互作用を評価可能な界面のモデルの構築,分子鎖網目モデルならびに均質化法を用いたマクロ・マイクロスケールの充填粒子と高分子母材の変形挙動の解明,充填粒子のキャビテーションや界面の剥離による平均応力抑制効果を利用したクレーズの発生の抑制条件の決定等に対して計算力学的に対応可能な力学モデルを構築した。一方、動的変形を受ける高分子材料の特性評価に必須の粘弾性構成式に関して、放射線照射下を含む様々な環境下において得られた高分子材料の力学的応答に関する詳細な実験結果を精査し、各種環境パラメータが高分子材の静的から動的応答に及ぼす影響を明らかにした。同時に、シャルピ試験等の衝撃実験結果から、環境が衝撃破壊に及ぼす影響も調査した。ついで、実験結果をもとに、高分子材料のひずみ速度依存性構成式を構築した。まず、ポリカーボネートに対して、比較的低速での実験結果から非線形ひずみ速度依存性挙動のモデル化を行った。さらに、高分子材料のクレージング損傷と時間依存性破壊挙動,変形と破壊の熱力学的連成挙動に関するモデルも構築した。これらは、動的変形を受ける粒子充填高分子材料の特性評価に必須であり、均質化法を用いた、各種充填粒子の形態、体積含有率、分布形態依存性を首尾よく表現可能なマイクロスコピックモデルに導入することによって、充填粒子と高分子母材の界面挙動,母材のひずみ速度に依存した不均一変形の発生と伝播挙動の適切なモデル化ならびに力学特性評価を可能としている.