CFRP開発最前線

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. 炭素繊維の評価
      1. X-RD (WAXD,SAXS) による結晶性やボイド等の構造評価
      2. 炭素繊維の力学物性評価
      3. 規格化されていない力学物性評価手法
   4. CFRPの考え方と界面の重要性
      1. CFRPの力学物性の理論値と実測値
      2. 界面接着がなぜ重要か?
      3. CFRPの用途
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高速成形を可能とする熱可塑性樹脂適用
   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. CFRTSとCFRTP
   1. マトリクス (母材) に用いる樹脂の選択
      1. CFRP母材に使用される熱硬化性樹脂
      2. CFRP母材として好まれる熱硬化性樹脂
   2. CFRPの中間基材
      1. 炭素繊維
      2. 織物
      3. プリプレグ
      4. プリプレグ,短繊維
   3. CFRTPのメリットとデメリット
      1. CFRTP母材樹脂候補
      2. 芳香族高分子のCFRTP母材への適用
   4. 高含浸を実現するCFRTPの成型技術
4. CFRTP中における界面接着力の改善手法
   1. CFRPの引張・曲げ (・せん断) ・圧縮試験
   2. CFRPの衝撃試験
   3. CFRPの耐雷試験,耐燃焼試験
   4. CFRPの耐熱・耐候性評価
   5. 繊維表面に付与した含酸素官能基の効果
   6. 炭素繊維表面改質の確認
   7. 界面の接着性評価
      1. フラグメンテーション法
      2. マイクロドロップ法
      3. 引抜試験
   8. 熱可塑性樹脂を母材とする難しさ
   9. 新しい炭素繊維-樹脂界面接着力の改善手法
5. 炭素繊維・CFRPのリサイクル
   1. リサイクル技術開発の現状
   2. リサイクル技術の特徴とリサイクル炭素繊維評価
   3. リサイクル炭素繊維の界面特性
6. サステナブルなCFRPの実現に向けた取り組み
   1. 完全循環 (リサイクル) 可能な樹脂の選択
   2. 次世代CFRTPとしての高力学物性と耐熱性の両立方法
7. まとめ ～未来への展望～
• 質疑応答