【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.07.23】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23YG0053
利用課題名 / Title
PP/CNF複合体が力学特性に与える影響
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials
キーワード / Keywords
セルロースナノファイバー,じん性,ポリプロピレン,成形/ Molding,コンポジット材料/ Composite material,高強度・生分解性プラスチック/ High-strength, biodegradable plastic,生分解性材料/ Biodegradable material,コンポジット材料/ Composite material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
天木 堅梧
所属名 / Affiliation
山形大学工学部高分子・有機材料工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
現在CNFの処理方法が多くある中で、先行研究ではステアリン酸で疎水化処理を行ったCNFをポリプロピレン（PP）に1wt%という低添加量の添加でPP単体と比較して1.3倍もの降伏応力を得られた結果がある。しかし理論上では置換度増加と共に降伏応力の向上を期待できるが、0.76を境に低下傾向を示している。この原因は、S-CNF中のCNFの添加量が減っていることだと仮定し、本研究ではCNFの添加量を一定にすることにより降伏応力の向上を検討する。また、現段階でPP/S-CNFの置換度による靭性の評価はされておらず、それについての影響も検討している。ここでは変成CNFがPPの結晶化度にどのような影響を与えるか示差走査熱量計 (Differential scanning calorimeters)から結晶化度を求め、さらに力学試験機 (Universal Testing Machine)を用いてじん性への影響を検討する。
実験 / Experimental
PP、PP/CNFについて示差走査熱量計 (装置ID：YG-004)を用い、10℃/minで1st heating, cooling, 2nd heatingを行い、融解エンタルピーピークから結晶化度を求めた。力学試験はダンベル状サンプルの引張試験、およびU字ノッチを入れた試験片を用い、力学試験機 (装置ID：YG-008)を用いて3点曲げ試験を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
CNFの量を一定として異なる置換度を有するCNFを用いた。図１に示すように引張試験ではPP単体と比べ、破断ひずみの向上は見られたが、一方で降伏応力は低下した。PP単体と比べ、PP/変成S-CNFは引張試験機より破断ひずみの向上を確認することができた。また、ノッチ付き3点曲げ試験結果の全体図を図２に示す。曲げ試験においてはCNFの添加量の増加とともに曲げ荷重が向上することを明らかにすることができた。この原因を考察するために結晶化度測定を行ったが、ほぼ同等であり、結晶化度が直接影響していないことが判明した（図３）。今後、さらなるPP/CNF複合体のじん性を改良するための検討を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 引張試験
図2 ノッチ付き3点曲げ試験
図3 結晶化度測定first
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 山形大学工学部高分子有機材料工学科 卒業研究発表会 R6.2.14．
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件