長繊維強化熱可塑性樹脂の耐衝撃性に関する研究

长纤维增强热塑性树脂的抗冲击性能研究

• 批准号: 08750823
• 负责人: 東藤 貢
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750823/
• 关键词: 長繊維強化ポリアミド樹脂; 衝撃引張挙動; 高速引張試験; ひずみ速度依存性; 吸水性; 恒温恒湿環境; 衝撃層間破壊靱性; 高速変位計

今回の研究は次の2つの研究に大別できる.1.長繊維強化ポリアミド樹脂の衝撃引張破壊挙動2.炭素繊維強化エポキシ樹脂の衝撃層間破壊靱性に及ぼす吸湿の影響研究1では,油圧サーボ式高速試験機を用いて1x10^<-3>m/sから3m/sの負荷速度の範囲で4種類の長繊維強化ポリアミド樹脂の引張試験を行い,力学的特性に及ぼすひずみ速度の影響を調べた.複合材料の構成要素は強化材が炭素繊維(CF)またはガラス繊維(GF),母材がポリアミド6(PA6)または変性ポリアミド6(mPA6)である(mPA6はPA6に比べ高強度,高剛性).引張強度については,全てのひずみ速度でCF/mPA6が最も優れていた.一方,GF/mPA6は,低ひずみ速度ではCF/mPA6につぐ強度を示すが,高ひずみ速度では4種類の材料中最も低い強度を示していた.光学および電子顕微鏡観察の結果,GF/mPA6では負荷の増加に伴い樹脂中に数多くの微視的き裂が生じ,これらのき裂が繊維束の破損や剥離を誘発することがわかった.高速域ではこれらの損傷が材料の強度に重要な影響を及ぼすものと考えられる.破断による吸収エネルギーに関しては,低速域ではGF/mPA6が,高速域ではGF/PA6が最も優れており,ガラス繊維の伸び特性が複合材に十分生かされていると言える.研究2は,繊維強化ポリアミド樹脂の衝撃挙動に及ぼす吸湿の影響を調べるための基礎的研究として行ったものである.恒温槽および恒温恒湿器を用いて,80℃温水中と80℃90%RHの2種類の環境下で構造材料として一般的な炭素繊維強化エポキシ樹脂を約1500時間吸湿させ,静的および衝撃荷重下で層間破壊靱性を測定した.その結果,今後の繊維強化ポリアミド樹脂を対象とした研究において基盤となる吸湿試験システムならびに高速変位計を用いた衝撃層間破壊試験システムを確立した.

当前的研究可以大致分为两项研究：1。长纤维增强的聚酰胺树脂2的影响。水分吸收对碳纤维增强环氧树脂在研究1的冲击层间骨折韧性的影响研究了一种液压伺服型高速测试机，并研究了应变速率对机械性能的影响。复合材料的成分是碳纤维（CF）或纱布。板条纤维（GF）和碱材料是聚酰胺6（PA6）或改性聚酰胺6（MPA6）（MPA6与PA6相比，MPA6是高强度和高刚度）。关于拉伸强度，CF/MPA6在所有应变速率上都是最好的。同时，GF/MPA6以低应变速率表现出高于CF/MPA6的强度，但高应变速率以四种材料中的最低。光学和电子显微镜观察结果表明，GF/MPA6随着负载的增加而发现树脂中发生了许多显微镜裂纹，这些裂纹会导致纤维束的破裂和剥离。人们认为，这些损害在高速下对材料的强度有重要影响。关于破裂引起的吸收能，GF/MPA6在低速下是最好的，而GF/PA6是高速的最好的，可以说玻璃纤维的延伸性能在复合材料中充分利用。研究2研究了吸收水分对纤维增强聚酰胺树脂影响行为的影响。这是作为一项基础研究进行准备的。使用恒定的温度浴和恒定温度湿度恒定，在两个环境中，在80°C和90％RH的温水中，将碳纤维增强的环氧树脂（一种典型的结构材料）吸收约1500小时，并在静态和冲击量下测量了层间断裂韧性。结果，在对纤维增强的聚酰胺树脂的未来研究中，建立了使用高速位移仪的撞击吸收测试系统和撞击层间断裂测试系统。