9/25 高分子複合材料の強度と耐衝撃性

 山形大学 大学院 有機材料システム研究科・准教授　高山 哲生 氏

【専門】
　高分子複合材料やポリマーブレンドの強度、弾性率や耐衝撃性などの力学特性に関するモデル化を行い、構築したモデルを用いて力学特性の最適化設計を行っている。

 　高分子複合材料に関しては国内外を問わず多種多様な研究が展開されている。力学特性は高分子複合材料に求める最たる物性であり、今も年間１万報以上の論文が発表されているが、実験的検討と定性的な考察でまとめられた論文が大多数を占める。講師はこの現状を払しょくするべく、現在高分子材料のカタログによく掲載されている引張強さや衝撃強さなどを求める理論の構築に従事してきた。
　本講義では、現在までに講師が構築してきた理論とその使用方法について解説し、これらの理論に基づいた高分子複合材料の力学特性改善例を数件紹介する。

 １．力学の基礎
　1.1 力学とは？
　1.2 力の分類(負荷形態，負荷速度)
　1.3 応力とは？
　1.4 応力の分類
　1.5 ひずみとは？
　1.6 ひずみの分類
　1.7 主応力と降伏条件
　1.8 力学特性とは？
 
２．熱可塑性プラスチックの力学特性評価
　2.1 3点曲げ試験
　　2.1.1 降伏開始応力
　　2.1.2 弾性率
　　2.1.3 ポアソン比
　2.2 引張試験
　　2.2.1 破断伸び
　2.3 ノッチ付き衝撃試験
　　2.3.1 ノッチ付き衝撃強さ
　　2.3.2 4つの破壊形態
　2.4 ビッカース硬さ
　　2.4.1 降伏開始圧縮応力
 
３．高分子/繊維複合材料の界面力学特性評価
　3.1 ショートビームせん断試験
　　3.1.1 繊維配向角
　　3.1.2 界面せん断強さ
　3.2 引張試験
　　3.2.1 界面強さ
　　3.2.2 界面せん断強さと界面強さの関係
　3.3 ノッチ付き衝撃強さと界面せん断強さの関係
　3.4 示差走査熱量測定
　　3.4.1 固化温度
　　3.4.2 自由体積
 
４．ポリマーブレンドの力学特性
　4.1 2つの降伏現象
　4.2 降伏条件１ 界面はく離
　4.3 降伏条件２ せん断降伏
　4.4 粒子分散系複合材料の弾性率
 
５．ポリマーブレンドの力学特性改善手法
　5.1 Case１ 有機系相容化剤
　5.2 Case２ 無機系相容化剤
 
６．繊維強化熱可塑性プラスチックの力学特性
　6.1 3つの降伏現象
　6.2 降伏条件１ 界面はく離
　6.3 降伏条件２ 繊維の引抜け
　6.4 降伏条件３ 繊維の破断
　6.5 繊維強化熱可塑性プラスチックの弾性率
　6.6 繊維強化熱可塑性プラスチックの衝撃強さ
 
７．繊維強化熱可塑性プラスチックの力学特性改善手法
　7.1 Case１ 有機系添加剤
　7.2 Case２ ナノフィラー
 
□ 質疑応答 □

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