プラスチック/ゴム材料のトライボロジーの基礎と制御・評価

プラスチック・ゴムをはじめとした高分子材料のトライボロジーについて、高分子材料およびトライボロジーの基礎からわかりやすく解説した上で、高分子材料のトライボロジー特性を制御する方法や、そのための材料設計のポイントや評価法について説明する。プラスチック・ゴムをはじめとした高分子材料は軽量、形状設計の自由度が高く、また自己潤滑性を有するため、しゅう動部材 (トライボマテリアル) として多用されている。しかしながら、高分子材料の特徴を十分理解しないまま使用し、その結果、材料の選択を誤り、機械や製品等の性能をきちんと発揮できないことが多く見受けられる。 　本講義では、プラスチックやゴムなどの高分子材料の基礎知識や、摩擦・摩耗・潤滑などのトライボロジーを理解することはもちろんのこと、摺動部材として用いる場合の最適な材料選択するための知識や、材料の改質方法や材料設計のポイントなどについて基礎から丁寧に解説する。高分子材料のトライボロジーに関する理解を深めて頂きたい。

1. トライボロジーの基礎
   1. トライボロジーとは
   2. 表面と接触
   3. 摩擦
      1. 摩擦について
      2. 摩擦の種類
      3. アモントン・クーロンの法則
      4. 凹凸説と凝着説
      5. 摩擦の要因
      6. 凝着説 (凝着部成長理論)
      7. 転がり摩擦
   4. 摩耗
      1. 摩耗について
      2. 摩耗の種類
      3. 凝着摩耗
      4. アブレシブ摩耗
      5. 疲労摩耗
      6. 化学摩耗
      7. 摩耗の評価
   5. 潤滑
      1. 潤滑について
      2. 潤滑剤の種類
      3. 潤滑モード
      4. 摩擦の三態
      5. ストライベック曲線
   6. トライボロジー試験法
   7. トライボロジーにおける表面分析法
   8. トライボマテリアルの材料設計とポイント
2. 高分子材料の基礎
   1. 高分子材料について
   2. 高分子材料の特徴
   3. 高分子材料の性質
      1. 高分子の三態
      2. TgとTm
      3. 粘弾性
      4. 各種材料 (金属など) との比較
      5. プラスチックについて
      6. プラスチックの特性
      7. ゴム・エラストマーについて
      8. ゴム弾性
      9. ゴム・エラストマーの特性
      10. TPE
3. 高分子材料のトライボロジー
   1. 高分子材料の摩擦
      1. 高分子材料の摩擦メカニズム
      2. 高分子材料 (プラスチック) の摩擦特性
      3. ゴム・エラストマーの摩擦特性
   2. 高分子材料の摩耗
      1. 高分子材料の摩耗メカニズム
      2. 高分子材料 (プラスチック) の摩耗特性
      3. ゴム・エラストマーの摩耗メカニズム
      4. ゴム・エラストマーの摩耗特性
      5. ゴム・エラストマーの摩耗特性
   3. 限界pv値
   4. 高分子材料のトライボロジー特性に及ぼす諸因子の影響
   5. 高分子材料のトライボロジー特性の改質法
      1. 改質法について
      2. 分子構造
      3. モルフォロジー
      4. 表面改質法
      5. 潤滑
      6. 設計による改質法
      7. ポリマーアロイ・ブレンド化による改質法
      8. 複合化による改質法
      9. 多成分系複合化による改質法
   6. 高分子系トライボマテリアルとその特徴
      1. 高分子系トライボマテリアルの特徴
      2. 熱可塑性樹脂系
      3. 熱硬化性樹脂系
      4. ゴム・エラストマー系
   7. 高分子系トライボマテリアルの材料設計とポイント
      1. 高分子系トライボマテリアルの課題と注意点
      2. 高分子系トライボマテリアルの材料設計ポイント
      3. ポリマーアロイ・ブレンド化の材料設計ポイント
      4. 高分子複合化の材料設計ポイント
      5. 高分子系トライボマテリアルの実用上の注意点
4. 応用例 (最近の研究例を中心に)
   1. 高分子複合材料を用いたトライボマテリアルの開発
   2. ポリマーブレンドを用いたトライボマテリアルの開発
   3. 熱可塑性エラストマー (TPE) を用いたトライボマテリアルの開発
   4. 高分子系ナノコンポジットを用いたトライボマテリアルの開発
   5. ナノコンポジットを1成分とするポリマーブレンドを用いたトライボマテリアルの開発
   6. バイオマスプラスチックを用いたトライボマテリアルの開発
5. おわりに
• 質疑応答