エポキシ樹脂の配合設計と硬化剤の選び方、使い方

エポキシ樹脂は、主鎖となる樹脂だけでなく、硬化剤をいろいろと選ぶことができるのと同時に、その種類によって物性も大きく変わるので、適用されるアプリケーションによって適切に選択する必要がある。 　本講では、エポキシ樹脂及びエポキシ樹脂に使われるさまざまな硬化剤の化学構造と、その硬化メカニズムの基礎を導入するとともに、目的の物性に応じた材料設計について解説する。また、副資材の種類と目的を述べる中で、物性に大きく影響するフィラーを加えた場合の機械的物性・化学的耐性を示し、さらに定量的な耐熱衝撃性を評価する手法に基づく耐クラック性の評価を解説する。

第1部 エポキシ樹脂の化学構造と特徴

1. エポキシ樹脂硬化物の高分子構造
   1. 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂
   2. エポキシ樹脂硬化物の分子構造
   3. エポキシ環の反応性とその特徴
2. ビスフェノール型エポキシ樹脂の構造と特徴
   1. ビスフェノールA型樹脂の特徴と用途
   2. ビスフェノール型のバリエーション
      • ビスフェノールF型樹脂
      • 臭素化ビスフェノール樹脂
3. ノボラック型エポキシ樹脂の構造と特徴
   1. フェノールノボラック型/クレゾールノボラック型
   2. ノボラック型エポキシ樹脂のバリエーション
4. その他のエポキシ樹脂
   1. 環状脂環式、グリシジルエステル、グリシジルアミン、複素環式
   2. ビフェニル型、多環芳香族、水添脂環式

第2部 主な硬化剤と硬化メカニズムの基礎

1. 硬化剤と活性水素
   1. 硬化剤の種類
   2. 活性水素と理論当量
      • 硬化剤の理論当量
      • 硬化剤配合比と耐熱性
   3. 化学構造の異なるエポキシ樹脂の機械的物性
2. アミン系硬化剤との反応
   1. アミン系硬化剤との反応
   2. アミン系硬化剤の種類
   3. ポリチオール硬化剤
      • DSCによる硬化後の反応率比較
3. 酸無水物系硬化剤との反応
   1. 酸無水物硬化剤との反応
   2. 酸無水物硬化剤の種類
4. フェノール系硬化剤との反応
5. その他の硬化剤~触媒硬化剤と潜在性硬化剤
   1. 触媒硬化
      • イミダゾールによるアニオン重合硬化
      • カチオン重合硬化
   2. 潜在性硬化剤
      • 熱硬化型潜在硬化剤;ジシアンジアミド (DICY)
      • 光硬化型洗剤硬化剤

第3部 副資材とその効果

1. 副資材の種類と特徴
   1. 充填材の種類と特徴
   2. フィラーの用途
2. フィラーを充填したエポキシ樹脂の機械的特性
   1. 弾性率、強度
   2. 破壊靱性
   3. ハイブリッド充填
3. 無機フィラーを充填したエポキシ樹脂の耐水性・耐食性と経年劣化
   1. エポキシ樹脂の耐酸性・耐アルカリ性
   2. フィラーを充填した樹脂への薬液の浸入と浸入抑制
   3. フィラーを充填した樹脂の化学的劣化

第4部 エポキシ樹脂の耐熱衝撃性の評価方法

1. 熱衝撃試験方法
   1. 熱衝撃とは
      • 熱衝撃と内部応力
   2. 定量的な熱衝撃試験方法
   3. 耐クラック性の定量的評価
      • 評価事例;熱衝撃特性に及ぼす水分の影響
2. フィラーを充填したエポキシ樹脂の耐熱衝撃性評価
   1. 硬質フィラーを充填したエポキシ樹脂の耐熱衝撃性
      • 評価事例;高いアスペクト比を持つフィラーの耐熱衝撃性
   2. 軟質フィラーを充填したエポキシ樹脂の耐熱衝撃性
      • 評価事例;ハイブリッド充填系
• 質疑応答