マツダ技報 2017 No.34

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＊1～5 技術研究所 ＊6 京都工芸繊維大学 －145－ 論文・解説 26 No.34（2017） マツダ技報 自動車の軽量化のため，繊維強化樹脂複合材が注目されている。繊維強化樹脂複合材料の特性には繊維，樹脂のほか，繊維－樹脂界面の特性も大きく影響することがわかっている。そこで界面特性を予測する基礎検討としてガラス繊維強化樹脂射出成形品を対象に界面強度について分子動力学法を用いたモデル構築に取り組み(1)，繊維－樹脂界面せん断強度が高くなるメカニズムを説明できるモデルを見出した。このモデルは，界面改質剤であるマレイン酸変性ポリプロピレンとガラス繊維の表面処理剤の分子とが共有結合したモデルであり，せん断変形時にマトリクス樹脂とマレイン酸変性ポリプロピレンとの間の強い絡み合いにより分子鎖の動きが拘束されることで界面強度が向上すると推察される。 Summary 繊維強化樹脂複合材料において，繊維－樹脂間の界面の特性に関しては，材料の性能に大きく影響するため，これまで数多くの研究がなされている(2)～(5)。しかし，界面がどのように特性発現に影響しているかを直接扱った事例は少ない。そこで，本報告では界面特性の制御が比較的容易なガラス繊維強化ポリプロピレン（以下，GFPP）の射出成形品を用いて界面強度に対する分子動力学モデルの構築を試みた。また，実験結果との比較を2.1 供試材 ホモポリプロピレン（日本ポリプロ(株)製 MA1B，以下PP）に，繊維－樹脂界面の接着性を変化させることをねらってマレイン酸変性ポリプロピレン（以下，MAH-PP）を0wt%，5wt%，10wt%配合し，更に長さ3mm，直径13μmのガラス繊維（以下，GF）チョップドストランドを7wt%になるように添加して，(株)プラス要 約 For weight reduction of automobiles, Fiber Reinforced Plastics (FRP) is drawing attention as a promising material. Along with the characteristics of a fiber and a resin, the characteristics of a resin-fiber interface have a great influence on those of FRP. As a basic study for predicting interfacial resin-fiber characteristics property, we performed the methodology of molecular dynamics simulations was adopted to construct a models of resin-fiber interface in the injection molded glass fiber reinforced polypropylene and the model that can explain the mechanism of interface improving was found out. According to the model, it is thought that the covalent bond could be formed between maleic-anhydride-modified polypropylene (MAH-PP, interface modifier) and surface treatment agent of glass fiber, and it is because that there is the strong entanglement between matrix and MAH-PP the movement of molecular chains was constrained so that the interfacial strength was increased. 平本 健治＊1 Kenji Hiramoto住田 弘祐＊4 Hirosuke Sumida通じ界面強度向上メカニズムの検討を行った。 藤 和久＊2 Kazuhisa To 王 存涛＊5 Wang Cuntao 小川 淳一＊3 Junichi Ogawa濱田 泰以*6 Hiroyuki Hamada分子動力学法によるガラス繊維強化樹脂複合材の 界面強度向上メカニズム解明 1. はじめに 2. 実験方法 Technical Research Center Kyoto Institute of Technology Analyzing Mechanism of Increasing Interfacial Strength in Glass Fiber Reinforced Polypropylene Using Molecular Dynamics