CFRPの界面設計とその制御

第1部 炭素繊維強化複合材料の課題と界面の重要性

(2018年11月7日 10:30〜12:00)

　近年、自動車用CFRPの開発が進められる中で、熱可塑性樹脂を母材とした 炭素繊維強化熱可塑性樹脂 (CFRTP) への期待が高まっている。CFRPにおいて 炭素繊維と母材樹脂の界面接着力が、その力学物性を大きく左右する重要な因子となる。 特にCFRTPでは作製工程で化学反応を伴わないため、界面接着力の制御は非常に難しい。 本講座では、関連研究の最近の動向、炭素繊維やCFRPの基本から紹介するとともに、CFRP中における界面接着力の重要性について解説する.また、特に近年注目が高まるCFRTPに おける界面制御手法について自身の研究を踏まえて紹介する。

1. 炭素繊維・CFRPの基本
   1. 炭素繊維とCFRPの歴史
   2. 炭素繊維の強さの由来
   3. CFRPの考え方と界面の重要性
2. 炭素繊維・CFRPの研究開発動向
   1. 国内外で実施される関連研究開発動向
   2. 低価格炭素繊維への挑戦
   3. CFRPの高速成形を可能とする熱可塑性樹脂の適用
   4. CFRPのリサイクル技術
   5. 炭素繊維への表面・サイジング処理の現状
3. CFRTP中における界面接着力の改善手法
   1. 熱可塑性樹脂を母材とする難しさ
   2. 新しい炭素繊維 – 樹脂界面接着力の改善手法
   3. CFRPのリサイクルと界面
• 質疑応答

第2部 炭素繊維および炭素繊維強化樹脂複合材料の界面制御

(2018年11月7日 12:45〜14:15)

　炭素繊維強化複合材料の新たな力学・機能特性の発現には、繊維/樹脂/複合材 料等の様々なスケール (マルチスケール) に存在する界面をいかに利用・制御する かが重要な技術である。本講演では、炭素繊維強化複合材料における界面制御につ いての研究成果を概説する。

1. 背景
2. 目的
3. 繊維側からのアプローチ
   1. ポリイミドコーティング
   2. カーボンナノチューブ析出
   3. 単繊維での引張試験結果
   4. 複合材料化
   5. 複合材料での引張試験結果
   6. 繊維側からのアプローチまとめ
4. 樹脂側からのアプローチ
   1. ナノ粒子混入樹脂
      1. 作製
      2. 試験結果
      3. 破壊過程検討
   2. 層間樹脂フィルム挿入
      1. 作製
      2. 試験結果
      3. 破壊過程検討
   3. 樹脂側からのアプローチまとめ
5. まとめ
• 質疑応答

第3部 CFRPの評価技術

(2018年11月7日 14:30〜16:00)

　炭素繊維がCFRPになるまでに、どのような評価がなされているか、 および評価値の違いが何に影響するのか、分析事例を交えて紹介します。

1. CFRPの機械特性
   1. CFRPの種類
   2. 機械特性の支配因子
2. 炭素繊維の表面/界面
   1. 炭素繊維が出来るまで
   2. 炭素繊維の表面処理と評価
   3. 炭素繊維の樹脂密着性評価
3. CFRPの層間
   1. CFRPの構造と層間
   2. 層間の強度
   3. 層間の靱性
   4. CAI
4. CFRPのその他機械特性評価
• 質疑応答