高分子材料の力学的特性改善に向けた設計技術

第1部. 高分子材料の破壊靭性と構造制御による改質

(2022年9月13日 10:30〜12:00)

　熱可塑性プラスチック全般を対象として、その力学的性質を特に破壊靭性の観点から解説します。破壊靭性を大きく改善する手法としてゴム状物質の添加が広く知られていますが、その際の材料設計のポイントや構造制御手法についても説明します。 特に、実際の混練機や成形加工機を使用した場合の構造制御について、その基本的な考え方と研究例を紹介します。 　また、反応性材料も含めた相容化剤の役割と、その問題点などに関しても解説します。いずれの項目でも、最近の話題や最新の研究成果をご紹介する予定です。

1. 高分子固体の応力 – ひずみ特性
   1. 非晶性高分子の変形機構
   2. 結晶性高分子の変形機構
2. 高分子固体の破壊靭性
   1. 脆性破壊と延性破壊
   2. 破壊靭性に影響を及ぼす構造変化
   3. ゴム粒子添加による破壊靭性の向上
3. 高分子ブレンドの構造制御
   1. 相溶性と混和性の決定因子
   2. 流動場での構造形成と相容化剤の役割
• 質疑応答

第2部. 高いタフネスを有するバイオベースプラスチックの開発と応用

(2022年9月13日 13:00〜14:30)

　独自に開発してきた高性能バイオベースプラスチックを例に、高タフネス化に関わる分子設計論を展開します。バイオベースプロセスにこだわることで、出発物質が限られることになりますが、その上で合成論を展開するべきポイントおよび高分子修飾論に関しても説明します。特に、設計を行う際の経緯や生物工学者とのやりとりを基に、実際にどのように考えていくべきか、研究例を交えて紹介します。 　最後に、海洋生分解性にも触れることで、未来に存続させるべきプラスチックの話題提供も行う予定です。

1. 芳香族アミノ酸を用いた高性能バイオベースプラスチック
   1. バイオモノマーの設計論
   2. 構造物性相関と高タフネス化
2. 世界最高耐熱示すプラスチックの高タフネス化
   1. 超高耐熱を示すための設計論
   2. 高タフネス化のための材料設計
3. 高性能ナイロンの開発
   1. イタコン酸からのナイロン開発
   2. 主鎖型ポリピロリドンのスイッチ型分解性
4. まとめ:バイオベースプラスチックの使われる未来社会に関して
• 質疑応答

第3部. 高分子とセルロースナノファイバーの複合化技術と力学的特性及び耐熱性の改善

(2022年9月13日 14:40〜16:10)

　2022年4月に施行されたプラスチック資源循環法は、バイオマスプラスチックの導入、 サーキュラーエコノミーなどの低環境負荷に向けた取り組みを加速させるものです。 このような中CNF強化プラスチックへの期待は高まっています。 　本講演では、CNFとプラスチックの複合化方法、得られた材料の特性を紹介し、待ったなしで取り組まなければならない低環境負荷材料の研究開発にお役立ていただける内容をお伝えできればと思います。

1. 高分子材料とセルロースナノファイバー (CNF) の複合化技術
   1. CNF強化プラスチック一貫製造プロセス – 京都プロセス
      • 原料樹種
      • 成分分離
      • 予備解繊
      • 化学変性
      • 複合化について
   2. 複合化における使用装置とその特徴、使い分け
2. CNF強化プラスチックの力学的特性と耐熱性の改善、その他の特性
   1. CNF/エンジニアリングプラスチック
   2. CNF/ポリアミド
   3. CNF/汎用プラスチック
   4. CNF/バイオプラスチック
3. まとめ:動向と今後の取り組みについて
• 質疑応答