超耐熱性ポリマーの創製とハイパフォーマンスナノ複合材料への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では超耐熱性ポリマーであるフタロニトリルに注目し、本材料の創製・改質を行う。また、成形した材料を用いて熱的及び機械的特性を明らかにすることを目的にした。得られた結果は以下の通りである。1.電子顕微鏡(SEM)を用い、創製した新高分子材料(フタロニトリル)およびフタロニトリルナノ複合材料の微視的な観察を行った。その結果、フタロニトリル樹脂の破断面は市販の耐熱樹脂であるポリイミド樹脂と同様に脆性的な破断性状を示していることがわかった。また、新高分子材料(フタロニトリル)およびフタロニトリルナノ複合材料の熱(ガラス転移温度)、機械(弾性率・強度)および破壊靭性を評価した。フタロニトリル樹脂のガラス転移温度は411℃、室温での弾性率・強度・破壊じん性値はそれぞれ〜3.8GPa,〜80MPa,〜0.8MPa・m^<1/2>であった。新高分子材料(フタロニトリル)のガラス転移温度は市販のポリイミド樹脂(300℃前後)を大きく上回り、弾性率・強度・破壊靭性値は市販のポリイミド樹脂と同様であった。機械特性を犠牲にせず、市販のポリイミド樹脂より耐熱性の高い材料となったと考えられる。2.表面状態を改善したナノ組織の界面接合および分散状態をWAXD・FT-IR・TEMを用いて評価した。その結果、ナノ組織に官能基が付与でき、樹脂との接合性が増加することがわかった。分散状態についても表面状態を改善することにより改善できることが明らかになった。3.フタロニトリルナノ複合材料の熱酸化特性をTG-DTAを用いて検討した。フタロニトリルナノ複合材料の熱分解温度は520℃であり、フタロニトリル樹脂と同様であった。ナノ組織混入により熱分解温度を低下させないことが明らかになった。