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【技術書籍】プラスチックの破損・破壊メカニズムと耐衝撃性向上技術

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プラスチックの破損・破壊メカニズムと耐衝撃性向上技術

誤解が多い衝突・落下などの衝撃現象を正しく理解しながら

樹脂材料の"高強度+高靱性化"を叶える材料技術

 

発刊日 2017年2月27日
体裁 B5判並製本  279頁
価格(税込)

 定 価  :59,400円(本体55,000円+税4,400円)

S&T会員価格:56,430円(本体52,250円+税4,180円)

 

アカデミー価格 41,580

 ※アカデミー対象者:学生と教員、学校図書館および医療従事者
 (企業に属している方(出向または派遣の方も含む)は、対象外です)

備考  送料は当社負担

 

 

プラスチック材料の破壊の機構を学ぶための1冊

「安くて強い」材料開発のために、そして「軽くて丈夫」な製品設計のために。

 

シャルピー・アイゾット等の衝撃試験で得た衝撃値を、直接 設計データに……
そんな誤解をもったまま、材料・製品の開発・設計やクレーム対応を行わないために。

 

 

著者

 

足立 忠晴  豊橋技術科学大学

石川 優   山形大学
永田 員也  富山県立大学

真田 和昭  富山県立大学

浦川 理   大阪大学

白石 浩平  近畿大学

松尾 雄一  三菱電機(株)

宮保 淳   アルケマ(株)

 

趣旨

 

~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・

○ そのプラスチックは何故割れた?破壊に影響する要因からその原因を追究するために
  └ 製品の形状の影響 └ 温度、変形速度  └ 熱履歴
  └ 劣化       └ 結晶構造     └ 相溶性のブレンド

 

○ 衝撃を受けたとき、物体にはどんな力が加わる?その大きさは?
  └ 衝撃を加えた位置から離れた箇所が破壊するのは何故?
  └ 物体が衝突した時の衝撃荷重は?物体の寸法や質量、衝突速度を変えたときは?

 

○ 樹脂のタフネスに影響する要因を理論、検証例とともに徹底解説
 └ エラストマーのブレンドと分散状態(分散相の大きさ・分布)
 └ マトリックス樹脂の適切な配向硬化(部分架橋・結晶化条件)
 └ エラストマーと樹脂の相溶性(部分相溶・共重合比による調節)
 └ エラストマー分散相の配向構造
 └ 高分子材料の劣化(薬液)
 └ 高い剛性とタフネスを両立させる複合構造の設計
  ◎ ゴム・炭酸カルシウム・ステアリン酸ブチルの添加(コアシェル構造)
  ◎ 繊維強化(はく離強度/繊維長のアスペクト比/繊維への締め付け力)

 

○ 材料に形成されたクレーズ、ボイド、塑性領域の様子を写真で掲載!
  └ CB をブレンドしたSBR 試験片の破断面
  └ PC の切り欠き先端に形成されたクレーズ
  └ PMP に形成されたボイドとクレーズ
  └ PMMA のクレーズから発生したクラックの破面
    └ PLA に形成された表面クレーズ
  └ POM に形成されたボイドの形成をともなう塑性領域  他

~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・~・


 

 近年の目覚ましい樹脂材料の力学特性向上により、樹脂材料の適用がすすみ、多くの製品

や構造物の更なる軽量化・コスト削減等を叶えています。その恩恵を受け、私たちの身の回

りには今や多くのプラスチック製品がありますが、ふとしたことで割れてしまう、壊れてし

まう、そんな現象も目にするようになりました。

 「安かろう悪かろう」の一言で済む場合と、そうでない場合があります。機械や製品の

一部の破損に伴い、その性能を著しく失ってしまうもの、更には事故につながり人体へも

被害を及ぼしてしまうものもあります。メーカ各社においては、安全性を考慮した製品開

発が益々必要不可欠であることと存じます。

 本書は、落下・衝突時に起こる衝撃現象の理解と衝撃に耐え得るプラスチック製品開発に

向け、各専門家の方々からその原理、そして実務に活かすために衝撃強さの向上を達成させ

る材料開発技術をご解説いただきました。
プラスチックの衝撃破壊機構を正しく理解し、今後の材料開発・製品設計に役立てるために

は、多岐にわたる分野からの知見が必要です。読者の方がそのすべてに明るくなくても実務

に応用できるように、といった本書趣旨をご理解いただきご執筆賜りました皆様へ

心より感謝申し上げる次第です。

                                  (書籍企画担当)

 
目次

 

第1章  衝撃工学の基礎理論

 1節 はじめに

 2節 応力波
 3節 棒内に発生する衝撃応力
 4節 応力波の反射と透過
 5節 応力波の伝播と振動
 6節 構造物の衝撃応答
 7節 衝突と衝撃荷重
 8節 衝突時における応力波の伝播の影響
 9節 衝突による接触部の局部変形の影響
 10節 衝突により生じる衝撃荷重と構造物内の応力
 11節 まとめとして
 12節 力学的特性に及ぼす動的効果の概要

 

第2章  樹脂材料のぜい性破壊(衝撃破壊)の機構とタフニング化

 1節 固体樹脂の弾性と変形

 2節 塑性変形と延性破壊の機構
  1. 結晶性高分子の塑性変形
  2. 非晶性ガラス状高分子の塑性変形
  3. ネッキングとソフトニング
   3.1 ネッキング
   3.2 ソフトニング
  4. 配向硬化
  5. 延性破断
   5.1 熱可塑性高分子
   5.2 熱硬化性高分子
  6. 変形速度が延性破壊に及ぼす影響
  7. 一軸伸張クリープ負荷による塑性変形と破壊

 3節 樹脂材料のぜい性破壊(衝撃破壊)の機構
  1. ひずみの拘束による応力集中の機構
   1.1 ぜい性破壊と破壊力学
   1.2 ひずみの拘束
  2. ボイドの形成によるぜい性的な破壊
   2.1 ボイドの塑性変形による拡張の安定性
   2.2 ボイドからのぜい性的な破壊開始のシミュレーション
  3. ガラス状非晶性高分子のぜい性的破壊
  4. 結晶性高分子のぜい性的破壊

 4節 樹脂のぜい性破壊(衝撃破壊)に影響する要因
  1. 製品の形状がぜい性破壊に及ぼす影響
   1.1 形状にともなう破壊様式の変化の予測
   1.2 コーナーの先端半径の影響
   1.3 製品の幅の影響
  2. 温度,変形速度がぜい性破壊に及ぼす影響
   2.1 降伏応力とクレイズ強度の温度・ひずみ速度依存性
   2.2 非晶性ガラス状高分子のぜい性破壊に及ぼす温度,変形速度の影響
   2.3 結晶性高分子のぜい性破壊に及ぼす温度,変形速度の影響
  3. 静水圧力がぜい性破壊に及ぼす影響
  4. 熱履歴がぜい性破壊に及ぼす影響
   4.1 非晶性ガラス状高分子材料
   4.2 結晶性高分子
  5. 劣化がぜい性破壊に及ぼす影響
  6. 分子量分布の幅がタフネスに及ぼす効果
   6.1 非晶性高分子材料の分子量分布の幅がタフネスに及ぼす効果
   6.2 結晶性高分子材料の分子量分布の幅がタフネスに及ぼす影響
   6.3 クレイズ強度と粘度に及ぼす分子量分布の効果
  7. 結晶構造のタフネスに及ぼす効果
  8. 分岐がタフネスに及ぼす影響
  9. 相溶性のブレンドがタフネスに及ぼす影響

 5節 プラスチックのタフニング
  1. 樹脂の分子構造の制御によるタフニング
   1.1 高い分子量
   1.2 分子鎖の高い立体規則性
   1.3 降伏応力に対するクレイズ強度の比の高い共重合
  2. 複合化によるひずみの拘束の緩和
    2.1 ひずみの拘束の解放による応力集中の緩和機構
    2.2 エラストマーのブレンドによるタフニング
   2.3 高い剛性とタフネスが両立した複合構造の設計

 

 

第3章  材料開発による耐衝撃性向上への取り組み

 1節 フィラーによるプラスチックの耐衝撃性改善
  1. はじめに
  2. フィラー充塡によるPPの衝撃強度向上
  3. フィラー充塡による弾性率と衝撃強度のバランス設計
  4. エラストマーとフィラー併用による衝撃強度改善の相乗効果
  5. フィラーによるPP衝撃強度改善のメカニズム

 2節 ポリマーアロイによる耐衝撃性向上のための理論とその実際

 3節 自動車内装部品に使える天然ゴム複合化による高強度ポリ乳酸樹脂の開発
  1. 軟質素材と相溶化剤添加によるPLLA物性改善
  2. NR/ENR/加水分解抑制剤PCDI系による物性改善

 4節 リサイクルポリプロピレン樹脂の耐衝撃性改善技術
  1.リサイクルPPの耐衝撃性改善
  2.流動性調整剤による流動性改善

 5節 ナノ構造制御による透明性を維持したPMMA耐衝撃性向上技術
  1.透明樹脂としてのアクリル
  2.アクリルの高機能化技術
  3. ガラス代替に向けたアルケマの新規ナノ構造PMMAシートShieldUp ®
  4. ShieldUp® の自動車用グレージングへの用途展開
  5. 今後の ShieldUp® の用途展開

 

※目次は一部変更となる場合がございます。予めご了承ください。

 

■本書パンフレットをご覧になられたい方

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