複合材料の高機能化設計に向けた界面構造の分子スケール解析技術の構築

建立用于复合材料高性能设计的界面结构分子尺度分析技术

基本信息

批准号：
22K04718
负责人：
渡邉亮太
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

繊維強化樹脂などの高分子複合材料の強度や耐久性に影響すると考えられている、高分子と無機フィラー界面の接着状態や、加熱や光などによる高分子劣化の構造を、分子スケールで解析する手法を新たに構築し、強度・耐久性を支配するメカニズムについての知見を得るための取り組みを進めてきた。複合材料の高耐久性向上においては、高分子成分の劣化過程における分子構造変化を把握するための技術開発に加え、得られた構造変化に関する情報にもとづいた、劣化メカニズムを解明が必須となる。令和４年度では、高分子成分の劣化過程の経時的な構造変化を、分子スケールで観測できる新規技術の開発を推進した。発生ガス-質量分析法と、データマイニング（主成分解析）を組み合わせた手法を開発し、これを活用することで、複合材料の高分子成分として活用される熱硬化樹脂の劣化による架橋構造の変化や、酸化による官能基の変化を明らかにした。また、加熱劣化処理中における高分子材料の赤外分光スペクトルをその場観測する技術開発を行い、得られた大量の赤外吸収スペクトル群の中に埋もれた、劣化による構造情報を、データマイニング手法を活用することで抽出する手法構築を行った。令和４年度では、評価技術の開発に向けた基盤となる知見を積み重ねてきた。今後は、開発した技術を複合材料の評価へと展開させ、複合材料の高強度・高耐久性を達成するためのメカニズム解明を目的とした評価技術としての高度化を目指す。

我们已经构建了一种新方法，可以分析聚合物和无机填充界面之间的粘附状态，该界面被认为会影响聚合物复合材料（例如纤维增强树脂）的强度和耐用性，以及由于分子尺度的供暖和光而导致的聚合物降低的结构，并以分子尺度上的知识来促进对机械和驾驶的知识和驾驶性的知识和驾驶性。为了提高复合材料的耐用性，除了开发技术在聚合物组件恶化过程中掌握分子结构的变化外，必须根据有关获得的结构变化的信息来阐明恶化机制。在2022年，我们促进了新技术的发展，这些技术可以在分子尺度上观察到聚合物成分变质过程中随时间变化的结构变化。开发了一种结合生成的气体质谱法和数据挖掘（主要成分分析）的方法，并且通过利用此方法，我们揭示了由于热固性树脂的恶化而导致的交联结构的变化，该树脂被用作复合材料的聚合物成分，并且由于氧化而导致功能组的变化。此外，开发了技术来原位观察热终止治疗期间聚合物材料的红外光谱，并建立了一种方法来提取由于使用数据挖掘方法获得的大量红外吸收光谱而在大量红外吸收光谱中提取结构信息。在2022财年，我们积累了知识，这些知识将成为开发评估技术的基础。将来，我们旨在将发展为复合材料评估的技术发展，并将其作为评估技术进行改进，以阐明实现复合材料的高强度和耐用性的机制。