プラスチック系の複合材料を使いこなす勘所

セミナー趣旨

　高分子材料はたくさんあります。その中にはフィラーで強化された複合材料もあります。飛行機に使われる炭素繊維強化の複合材料を思い浮かべる人、あるいはナノコンポジットをイメージする人もいるでしょう。フィラーによって、成形加工方法が大きく異なることは良く知られています。プラスチックは、熱により融解して流動することにより成形される。繊維のように長いものが複合化されていれば流動しなくなると予想されるでしょう。このようなフィラーによる変化を、本講座では体系的に説明します。フィラーそのものよりも、ポリマーの側から見たイメージを主体的に話します。この点が、従来の説明と大きく違います。賛否があると思いますが、書籍に書かれていないような体系化により、複合材料の多面的な見方ができるようになっていただきたいと願っています。

セミナープログラム

０．はじめに
　　(1) 自然の階層性
　　(2) 材料においても、スケールにより支配法則が変わる
　　(3) 粒子の大きさ　
　　(4) 空間の大きさ　
　　(5) 相対的な距離と相互作用
　　(6) ナノ空間と分子のサイズ
　　(7) もしスケールが変わっても、一つの法則が支配するならば
１．フィラーを使う理由
　　1.1　力学的な強度
　　1.2　表面特性・外観
　　1.3　耐久性
　　1.4　電気特性・音響特性
　　1.5　難燃性
２．フィラーによる補強メカニズム
　　2.1　予備知識
　　　(1) 目的によるフィラーの分類
　　　(2) サイズ、形状による分類
　　2.2　複合則
　　　(1) 全体の見方
　　　(2) 力学的性質
　　　(3) 重要なこと
　　2.3　高分子材料の高次構造
　　　(1) 一次構造
　　　(2) ニ次構造
　　　(3) 高次構造
　　　(4) 固体とは　ガラスと結晶
　　2.4　ナノメータースケール
　　　(1) 非晶のゴムに対する補強効果
　　　(2) 半結晶性高分子に対する補強効果
　　　(3) ナノコンポジット
　　2.5　マイクロメータースケール
　　　(1) 複合則にあるような力学的な作用を考える前に
　　　(2) タルク
　　2.6　ミリメータースケール
　　　(1) ガラス繊維強化PP
　　2.7　メータースケール
　　　(1) 連続繊維
３．複合材料の製造方法
　　3.1　基本事項
　　　(1) 分散と分配とは
　　　(2) 分散とは、付着しているモノを分離すること
　　　(3) 付着する原因　顔料を事例として
　　　(4) 粒径と付着力との関係
　　　(5) 付着・凝集の原理
　　　(6) 凝集体を壊すために必要な力
　　3.2　ナノメータースケール
　　　(1) 層間剥離
　　　(2) プラスチック用の混練機と押出機の経緯
　　3.3　マイクロメータースケール
　　　(1) マスターバッチの話
　　　(2) 生産効率の追求　
　　　(3) 現在の日本の主流　
　　　(4) 現在の世界の主流　
　　3.4　ミリメータースケール
　　　(1) LFT-D工法
　　　(2) 長繊維マスターバッチによる直接成形
　　　(3)　抄紙法の一般的な製造方法
　　3.5 メータースケール
　　　(1) GMAT
　　　(2) ハンドレイアップ
　　　(3) フィラメントワインディング
　　　(4) VaRTM
４．フィラー充填材料の成形加工
　　4.1　粘度の問題
　　　(1) 粘度とは
　　　(2) 分散系の組み合わせと呼び方
　　　(3) 粒子分散系の粘度に対する剛直粒子の効果
　　4.2  ナノメータースケール
　　　(1) 分子鎖と粘度
　　　(2) ランダムコイルと粘度
　　　(3) フィラー自体のネットワーク:　構造粘性
　　　(4) フィラーをナノ分散した副作用としての増粘
　　4.3　マイクロメータースケール
　　　(1) タルク充填ポリプロピレン
　　　(2) 分散剤、表面処理剤の併用で粘度は低下
　　　(3) アスペクト比が増大すると、一般的には粘度が増大する
　　　(4) チクソトロピー
　　4.4　ミリメータースケール
　　　(1) ガラス短繊維を添加すると溶融粘度は一般的に増大する
　　　(2) ガラス繊維長(アスペクト比)が増大すると溶融粘度は一般的に増大する
　　　(3) ガラス繊維の表面処理により溶融粘度は一般的に増大する
　　4.5　メータースケール
５．高分子系複合材料のトラブル事例
　　5.1　長期的な耐久性
　　5.2　フィラーと高分子の組み合わせ
　　5.2　フィラーと高分子の組み合わせ

キーワード：
ナノコンポジット,複合材料,樹脂,ポリマー,オンライン,WEBセミナー

セミナー講師

山形大学　グリーンマテリアル成形加工研究センター　
産学連携教授　博士(理学)　小林 豊　氏
【専門】
ポリマーブレンド
【略歴】
1985年　出光興産入社　ポリプロピレン系ポリマーブレンドの開発に従事
2021年 同社を定年退職
同年　山形大学　産学連携教授　海洋分解性高分子の開発に従事
【著作・受賞・経歴】
(記載は任意) 【著作】
小林豊, 伊藤浩志, 第2節やわらか成形加工，第2部プロセスイノベーションの新潮流，
やわらかものづくりハンドブック ～先端ソフトマターのプロセスイノベーションとその実践～，古川英光，川上勝監修（株式会社エヌ・ティー・エス出版），pp.56-72 (2022)
小林豊, 伊藤浩志, プラスチック用添加剤の作用機構, 塗装工学, 57 (10), 364-370 (2022)
小林豊, 大槻安彦“ポリプロピレンの延伸における結晶化メカニズム”, in延伸による高分子の構造と物性制御, 鞠谷雄士監修, S&T出版, pp.217-226 (2022)

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49,500円（税込、資料付）
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