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.

本研究大致可分为以下两个部分： 1. 长纤维增强聚酰胺树脂的冲击拉伸断裂行为 2. 吸湿性对碳纤维增强环氧树脂冲击层间断裂韧性的影响 研究中 1、液压伺服 1x 采用高速度试验机对四种长纤维增强聚酰胺树脂在10^-3m/s至3m/s的加载速率下进行拉伸试验，以研究应变速率对复合材料力学性能的影响。碳纤维（CF）或玻璃。板条纤维（GF），基材为聚酰胺6（PA6）或改性聚酰胺6（mPA6）（mPA6比PA6具有更高的强度和刚度），就拉伸强度而言，CF/mPA6是最好的。另一方面，在低应变率下，GF/mPA6 显示出仅次于 CF/mPA6 的强度，但在高应变率下，GF/mPA6 的强度是四类材料中最低的。然后，随着负载的增加，研究发现，薄树脂中会产生许多微观裂纹，这些裂纹会导致纤维束在高速下断裂和分离，这些损伤对材料断裂吸收的能量有重要影响。因此，在低速范围内GF/mPA6是最好的，而在高速范围内GF/PA6是最好的，可以说玻璃纤维的伸长性能在复合材料中得到了充分的发挥。吸湿行为的影响本研究是在两种环境下开发常用结构材料碳纤维结构的基础研究：80°C 热水和 80°C 90% RH，使用恒温槽和恒定温度。温度/湿度试验箱允许增强环氧树脂吸收水分约1500小时，通过在静态和冲击载荷下测量层间断裂韧性，我们建立了使用高速位移计的吸湿测试系统和冲击层间断裂测试系统，这将作为未来针对纤维的研究的基础。增强聚酰胺树脂。