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固体界面における分子鎖凝集状態が複合材料の力学特性に及ぼす影響についての研究

固体界面分子链聚集状态对复合材料力学性能的影响研究

基本信息

批准号：
18J11982
负责人：
杉本晋
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11982/
关键词：
界面高分子緩和挙動和周波発生複合材料

项目摘要

高分子と無機フィラーから構成される複合材料の力学特性は、無機フィラー界面における高分子鎖の凝集状態および緩和挙動と密接に関連している。一方で、固体界面における分子スケールのキャラクタリゼーションはほとんど行われておらず、その理解は不十分である。そこで、本研究では固体界面における分子鎖の緩和挙動を明らかにすることを目的とした。平成30年度は和周波発生(SFG)分光測定に基づき固体界面におけるアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)の凝集状態および緩和挙動を評価した。更に、シリカ粒子を混練したゴム/シリカ複合材料の非線形粘弾性の温度依存性を評価し、固体界面における分子鎖の緩和挙動との関連を議論した。具体的な項目と主な研究成果を以下にまとめる。1、SFG分光測定に基づき、NBRの界面局所コンフォメーションおよび緩和挙動を検討した。基板として石英基板およびシランカップリング剤を用いて疎水化した基板を用いた。得られた結果より、NBRの局所コンフォメーションは基板の種類に依存することを明らかとした。また、親水的な石英界面と比較して、疎水的な界面における分子鎖の緩和温度は高いことを明らかとした。2、シリカナノ粒子を混錬したNBR複合材料の線形および非線形粘弾性について評価し、SFG分光測定に基づき評価した固体界面における分子鎖の緩和挙動と比較した。異なる温度において、一定のせん断速度でひずみを増加させたときの動的貯蔵弾性率(G')の減衰幅を評価した。G'の減衰幅は昇温に伴い減少し、ある温度でその傾きが変化した。更に、この温度はSFG分光測定に基づき観測された局所コンフォメーションの緩和温度と近い値を示した。得られた結果より、固体界面における分子鎖の緩和挙動は複合材料の力学特性と密接に関連していることが示唆された。

The mechanical properties of inorganic polymer composites are related to the aggregation state of inorganic polymer interlayers and the relaxation of the adhesion. A square, solid interface molecules, such as The purpose of this study is to ease the molecular lock of solid interfaces. Heisei 30 years and cycle wave generation (SFG) spectroscopic determination of basic solid interface, aggregation state and mitigation of movement evaluation In addition, the temperature dependence of nonlinear viscosities of composite materials and the relationship between molecular locking and relaxation of solid interfaces are also discussed. The specific research results of the project are as follows. 1. SFG spectroscopic determination, NBR interfacial analysis and mitigation The quartz substrate is used for hydration. The result is that the NBR has a different kind of substrate. The interface between quartz and water is relatively high, and the temperature of molecular lock is relatively high 2. The linear and nonlinear viscosities of NBR composites were evaluated by SFG spectroscopy, and the relaxation of molecular locks at solid interfaces was compared. For different temperatures, the temperature of a certain temperature is increased, and the temperature of a certain temperature is decreased. G'attenuation amplitude decreases with temperature and temperature. In addition, the temperature of the SFG spectrometer is measured at the base temperature of the SFG spectrometer. The results show that the mechanical properties of composites are closely related to the molecular locking of solid interfaces.