JP2013199613A - Fiber-reinforced composite material and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強化繊維材料とマトリックス樹脂とからなる繊維強化複合材料に関し、より詳細にはマトリックス樹脂として熱可塑性アクリルポリマーを用いた繊維強化複合材料及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber reinforced composite material composed of a reinforced fiber material and a matrix resin, and more particularly to a fiber reinforced composite material using a thermoplastic acrylic polymer as a matrix resin and a method for producing the same.
近年、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維材料を各種のマトリックス樹脂と複合化して得られる繊維強化複合材料が、種々の分野・用途に広く利用されるようになってきている。マトリックス樹脂としては、従来はエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が使用されてきた（特許文献１）。しかし、従来の繊維強化複合材料には、耐候性が不十分である、プリプレグとしての保存管理性が低い（ライフが短い）、成型時間が長く生産性が低い、リサイクルが困難である等の問題があった。 In recent years, fiber reinforced composite materials obtained by combining reinforced fiber materials such as carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers with various matrix resins have been widely used in various fields and applications. Conventionally, thermosetting resins such as epoxy resins and polyimide resins have been used as matrix resins (Patent Document 1). However, conventional fiber reinforced composite materials have problems such as insufficient weather resistance, low storage management as a prepreg (short life), long molding time, low productivity, and difficulty in recycling. was there.
このような熱硬化性樹脂を用いた繊維複合材料に対して、近年は熱可塑性樹脂を用いた繊維強化複合材料も提案されるようになってきている。熱可塑性樹脂を用いた繊維複合材料は、熱硬化性樹脂を用いたものと比較して、保存管理のしやすさや成形性が優れている（成型時間が短い）点、リサイクルが容易である点等で優れている。しかし、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化複合材料の中には、成型時の寸法安定性が低い等の成型性に劣るものや、熱や光等で劣化や変形したり、傷が付いたりし易いものが多いという問題があった。 In contrast to fiber composite materials using such thermosetting resins, fiber reinforced composite materials using thermoplastic resins have recently been proposed. Fiber composite materials using thermoplastic resins are easier to store and form (shorter molding time) and easier to recycle than those using thermosetting resins Etc. However, some fiber reinforced composite materials using thermoplastic resins are inferior in moldability such as low dimensional stability at the time of molding, deteriorated or deformed by heat or light, etc., or scratched. There was a problem that there were many easy things.
本発明者らは上記に鑑みて、引っ掻き強度や耐光性をより向上させた、熱可塑性アクリルポリマーを用いた繊維強化複合材料を提案している（特許文献２）。しかしこれは曲げ強度等の物性面では、まだ十分満足の行くものではなかった。 In view of the above, the present inventors have proposed a fiber-reinforced composite material using a thermoplastic acrylic polymer with improved scratch strength and light resistance (Patent Document 2). However, this was not yet satisfactory in terms of physical properties such as bending strength.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、プリプレグとしての保存管理性、成形性、耐熱性、耐光性に優れるのみならず、曲げ強度がより向上した繊維強化複合材料及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides a fiber-reinforced composite material having not only excellent storage management properties, moldability, heat resistance, and light resistance as a prepreg, but also improved bending strength, and a method for producing the same. The purpose is to do.
本発明の繊維強化複合材料は、繊維材料をマトリックス樹脂と一体化させてなる繊維複合材料であって、（ａ）下記一般式（１）で表されるモノマーと（ｂ）カルボキシル基を有するアクリルモノマーとから得られるカルボキシル基を有する熱可塑性アクリルポリマーからなるマトリクスル樹脂に、カルボキシル基と結合する官能基を表面に有する繊維材料を含浸させてなるものとする。
但し、一般式（１）において、Ｒ１はＨ又はＣＨ３を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。 However, in the general formula (1), R 1 represents H or CH 3, R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
上記マトリックス樹脂としては、（ａ）下記一般式（１）で表されるモノマーと（ｂ）カルボキシル基を有するアクリルモノマーとを、これら（ａ）成分と（ｂ）成分との配合比率が質量比で（ａ）：（ｂ）＝６０：４０〜９９．９：０．１の範囲内となる割合で配合し、溶液重合を行うことにより得られた熱可塑性アクリルポリマー溶液を用いることができる。 As the matrix resin, (a) a monomer represented by the following general formula (1) and (b) an acrylic monomer having a carboxyl group, the mixing ratio of these (a) component and (b) component is a mass ratio. And (a) :( b) = 60: 40 to 99.9: A thermoplastic acrylic polymer solution obtained by blending at a ratio within the range and performing solution polymerization can be used.
上記熱可塑性アクリルポリマー溶液は、繊維材料の含浸時の粘度が９００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。 The thermoplastic acrylic polymer solution preferably has a viscosity of 900 mPa · s or less when impregnated with the fiber material.
上記（ｂ）カルボキシル基を含有するアクリルモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、及びイタコン酸のうちから選ばれた１種又は２種以上を用いることができる。 As said (b) acrylic monomer containing a carboxyl group, the 1 type (s) or 2 or more types chosen from acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid can be used.
中でも、イタコン酸を好適に用いることができる。 Of these, itaconic acid can be preferably used.
また、繊維材料としては、サイジング処理により、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、メルカプト基、ウレイド基、エチレンイミン基から選択された１種又は２種以上の官能基を表面に有するものを用いることができる。 In addition, as a fiber material, one having one or more functional groups selected from epoxy group, amino group, isocyanate group, mercapto group, ureido group, and ethyleneimine group on the surface by sizing treatment is used. Can do.
上記繊維材料の形態としては、繊維を一方向にシート状に引き揃えたもの、織物、編物、不織布、及び編組のストランド状のうちから選ばれた１種又は２種以上を用いることができる。 As the form of the fiber material, one type or two or more types selected from those obtained by aligning fibers in a sheet shape in one direction, woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric, and braided strand shape can be used.
本発明の繊維強化複合材料の製造方法は、上記本発明の繊維強化複合材料を製造する方法であって、熱可塑性アクリルポリマー溶液を繊維材料に含浸させる時の粘度を９００ｍＰａ・ｓ以下とする方法である。 The manufacturing method of the fiber reinforced composite material of the present invention is a method of manufacturing the fiber reinforced composite material of the present invention, wherein the viscosity when the fiber material is impregnated with the thermoplastic acrylic polymer solution is 900 mPa · s or less. It is.
本発明の繊維強化複合材料は、カルボキシル基を有する熱可塑性アクリルポリマーを、カルボキシル基と結合する官能基を表面に有する繊維材料と組み合わせて使用することにより、プリプレグにした場合の保存管理や成形性、耐熱性、耐光性等に優れ、かつ曲げ強度及び曲げ弾性率が、従来の熱可塑性樹脂を使用した複合材料と比較して大きく向上したものとなる。 The fiber-reinforced composite material of the present invention is a storage management and moldability when a prepreg is formed by using a thermoplastic acrylic polymer having a carboxyl group in combination with a fiber material having a functional group bonded to the carboxyl group on the surface. It is excellent in heat resistance, light resistance and the like, and the bending strength and bending elastic modulus are greatly improved as compared with a composite material using a conventional thermoplastic resin.
また、含浸の際の熱可塑性アクリルポリマー溶液の粘度を所定の範囲に調整した場合、ポリマー溶液が繊維材料の隅々にまで浸透することと、ポリマーのカルボキシル基が繊維材料の表面の官能基と反応することとの相乗効果により、上記効果はより顕著となる。 Further, when the viscosity of the thermoplastic acrylic polymer solution at the time of impregnation is adjusted to a predetermined range, the polymer solution penetrates to every corner of the fiber material, and the carboxyl group of the polymer is a functional group on the surface of the fiber material. The above effect becomes more remarkable due to a synergistic effect with the reaction.
１．強化繊維材料
強化繊維材料としては、カルボキシル基と結合する官能基を有するものであれば、無機繊維、有機繊維、金属繊維又はそれらの混合からなる繊維材料が特に限定なく使用できる。具体的には、無機繊維として炭素繊維、ガラス繊維を挙げることができる。有機繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維が挙げられる。
1. Reinforcing fiber material As the reinforcing fiber material, any fiber material composed of inorganic fibers, organic fibers, metal fibers, or a mixture thereof can be used without particular limitation as long as it has a functional group that binds to a carboxyl group. Specifically, examples of the inorganic fiber include carbon fiber and glass fiber. Examples of organic fibers include aramid fibers, polyamide fibers, and polyester fibers.
カルボキシル基と結合する官能基の具体例としては、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、メルカプト基、ウレイド基、エチレンイミン基等が挙げられる。これらの基は１種単独でも、２種以上存在していてもよい。これらの官能基を繊維材料に付与するためには、繊維材料を各種サイジング剤でサイジング処理する方法を用いることができる。これらの繊維材料の官能基は、マトリックス樹脂のカルボキシル基より過剰に有することが好ましい。 Specific examples of the functional group bonded to the carboxyl group include an epoxy group, an amino group, an isocyanate group, a mercapto group, a ureido group, and an ethyleneimine group. These groups may be used alone or in combination of two or more. In order to impart these functional groups to the fiber material, a method of sizing the fiber material with various sizing agents can be used. It is preferable that the functional groups of these fiber materials have an excess of the carboxyl groups of the matrix resin.
本発明では、これらの官能基がマトリックス樹脂のカルボキシル基と化学反応することにより、繊維材料とマトリックス樹脂とが強固に一体化し、曲げ強度や曲げ弾性率が大きく向上すると考えられる。 In the present invention, it is considered that when these functional groups chemically react with the carboxyl group of the matrix resin, the fiber material and the matrix resin are firmly integrated, and the bending strength and the bending elastic modulus are greatly improved.
これら強化繊維は複数種を組合せて使用することもできる。これら強化繊維材料の形態としては、繊維材料を一方向にシート状に引き揃えたもの、それらを例えば直交に積層したもの、繊維材料を織物や編物、不織布等の布帛に成型したもの、編組等のストランド状にしたもの等のいずれでもよく、２種以上を併用することもできる。 These reinforcing fibers can also be used in combination of multiple types. Examples of the form of these reinforcing fiber materials include those in which the fiber materials are arranged in a sheet in one direction, those obtained by laminating them, for example, those obtained by molding the fiber material into a fabric such as a woven fabric, a knitted fabric, or a nonwoven fabric, a braid, etc. Any of the strands may be used, and two or more of them may be used in combination.
２．マトリックス樹脂
本発明でマトリックス樹脂として用いる熱可塑性アクリルポリマーは、（ａ）一般式（１）で表されるモノマーと（ｂ）カルボキシル基を含有するアクリルモノマーとを構成成分とするものである。
一般式（１）において、Ｒ１はＨまたはＣＨ３を示し、Ｒ２は炭素数１〜４のアルキル基を示す。中でも、Ｒ１、Ｒ２ともにＣＨ３が好ましい。 In the general formula (1), R 1 represents H or CH 3 , and R 2 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Among these, CH 3 is preferable for both R 1 and R 2 .
上記（ａ）成分と（ｂ）成分との構成比率は、質量比で（ａ）：（ｂ）＝６０：４０〜９９．９：０．１の範囲内が好ましく、より好ましくは（ａ）：（ｂ）＝７０：３０〜９５：５の範囲内であり、さらに好ましくは（ａ）：（ｂ）＝７０：３０〜９０：１０の範囲内である。（ｂ）カルボキシル基を含有するアクリルモノマーの比率が（ａ）成分との合計量１００部中０．１部未満では曲げ強度等の向上は通常不十分であり、４０部を超えると成型時に変色等の問題が生じるおそれが生じるようになる。 The component ratio of the component (a) and the component (b) is preferably in a mass ratio of (a) :( b) = 60: 40 to 99.9: 0.1, more preferably (a). : (B) = 70: 30 to 95: 5, and more preferably (a) :( b) = 70: 30 to 90:10. (B) When the ratio of the acrylic monomer containing a carboxyl group is less than 0.1 part in 100 parts in total with the component (a), the improvement in bending strength and the like is usually insufficient, and when it exceeds 40 parts, discoloration occurs during molding. Such a problem may occur.
上記（ｂ）カルボキシル基を含有するアクリルモノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、イタコン酸から選ばれた１種又は２種以上の混合物を好適に用いることもできる。中でも、曲げ強度の向上の点からイタコン酸が好ましい。 As said (b) acrylic monomer containing a carboxyl group, the 1 type (s) or 2 or more types of mixture chosen from acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid can also be used suitably. Of these, itaconic acid is preferred from the viewpoint of improving bending strength.
熱可塑性アクリルポリマーの分子量は、例えば質量平均分子量（Ｍｗ）で５万〜５０万の範囲が好ましい。重量平均分子量が５万より小さいと所望の物性が得られにくくなり、５０万より大きいと、熱可塑性アクリルポリマー溶液の粘度を後述する好ましい範囲に調整し難くなる。 The molecular weight of the thermoplastic acrylic polymer is preferably, for example, in the range of 50,000 to 500,000 in terms of mass average molecular weight (Mw). If the weight average molecular weight is less than 50,000, it is difficult to obtain desired physical properties. If the weight average molecular weight is more than 500,000, it is difficult to adjust the viscosity of the thermoplastic acrylic polymer solution to a preferable range described later.
上記熱可塑性アクリルポリマーは、機械的強度や耐熱性などの物性、プリプレグにした場合の保存管理や積層・成形プレス時の樹脂流動性が優れる。また、上記カルボキシル基と結合する官能基を表面に有する繊維材料と組み合わせて使用することにより、上述したように曲げ強度や曲げ弾性率が向上するのみならず、例えば積層品の層間接着性等も向上させることができる。 The thermoplastic acrylic polymer is excellent in physical properties such as mechanical strength and heat resistance, storage management in the case of a prepreg, and resin fluidity during lamination / molding press. Further, by using in combination with the fiber material having a functional group bonded to the carboxyl group on the surface, not only the bending strength and the bending elastic modulus are improved as described above, but also, for example, the interlaminar adhesion of the laminated product, etc. Can be improved.
上記構成を有する熱可塑性アクリルポリマーは、これに限定されないが溶液重合により得ることができ、得られたポリマー溶液から溶媒を除去せずに、そのまま使用することもできる。しかし、次に述べるように繊維材料の含浸に適した粘度があるので、必要に応じて溶剤等で希釈してもよい。使用可能な溶剤の例としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、酢酸イソプロピル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸エチル、キシレン、トルエン、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等が挙げられる。 Although not limited to this, the thermoplastic acrylic polymer having the above-mentioned configuration can be obtained by solution polymerization, and can be used as it is without removing the solvent from the obtained polymer solution. However, since it has a viscosity suitable for impregnation of the fiber material as described below, it may be diluted with a solvent or the like as necessary. Examples of solvents that can be used include methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), isopropyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethyl acetate, xylene, toluene, dimethylformamide (DMF), and the like.
熱可塑性アクリルポリマーの溶液重合の方法は特に限定されず、常法に従い行うことができる。すなわち上記モノマー混合物、溶剤、重合開始剤を、反応容器にそれぞれ所定量仕込んで、加熱すればよい。 The method for solution polymerization of the thermoplastic acrylic polymer is not particularly limited, and can be performed according to a conventional method. That is, the monomer mixture, the solvent, and the polymerization initiator may be charged in predetermined amounts in a reaction vessel and heated.
３．繊維強化複合材料の製造方法等
上記繊維材料とマトリックス樹脂とを複合化して繊維強化複合材料を製造するには、繊維材料を熱可塑性アクリルポリマー溶液に含浸させ、加熱等することにより、マトリクス樹脂を硬化させる。熱可塑性アクリルポリマー溶液には必要に応じて重合開始剤を添加しておく。
3. Manufacturing method of fiber reinforced composite material, etc. In order to manufacture a fiber reinforced composite material by combining the fiber material and the matrix resin, the matrix resin is impregnated by impregnating the fiber material with a thermoplastic acrylic polymer solution and heating. Harden. A polymerization initiator is added to the thermoplastic acrylic polymer solution as necessary.
本発明で繊維材料を熱可塑性アクリルポリマー含浸させる際の熱可塑性アクリルポリマーの粘度は９００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０〜７００ｍＰａ・ｓの範囲より好ましく、２０〜５００ｍＰａ・ｓの範囲が特に好ましい。特に粘度を約７００ｍＰａ以下に調整した場合に、曲げ強度、曲げ弾性率が急激に上昇し、強度が顕著に向上した複合材料を得ることが可能となる。これは、粘度が上記範囲内であると繊維材料の隅々まで熱可塑性アクリルポリマーが浸透し、かつ上記カルボキシル基と繊維材料の官能基との結合が十分に進むため、繊維材料との密着性が大幅に向上することによると考えられる。粘度が９００ｍＰａ・ｓを超える場合は、所望の物性向上が得られ難くなる。一方、粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満のように低い場合は、作業効率は低下する場合があるが、工程数を増やせば所望の物性を実現することは可能である。 In the present invention, the viscosity of the thermoplastic acrylic polymer when the fiber material is impregnated with the thermoplastic acrylic polymer is preferably 900 mPa · s or less, more preferably 10 to 700 mPa · s, and particularly preferably 20 to 500 mPa · s. In particular, when the viscosity is adjusted to about 700 mPa or less, it is possible to obtain a composite material in which the bending strength and the flexural modulus are rapidly increased and the strength is remarkably improved. This is because when the viscosity is within the above range, the thermoplastic acrylic polymer penetrates to every corner of the fiber material, and the bond between the carboxyl group and the functional group of the fiber material is sufficiently advanced, so that the adhesion to the fiber material is improved. Is thought to be due to a significant improvement. When the viscosity exceeds 900 mPa · s, it is difficult to obtain desired physical properties. On the other hand, when the viscosity is low, such as less than 10 mPa · s, the working efficiency may be reduced, but it is possible to achieve desired physical properties by increasing the number of steps.
上記熱可塑性アクリルポリマー溶液の粘度を調整するためには、上記の通り、必要に応じて上記例示列挙したような溶剤を添加すればよい。 In order to adjust the viscosity of the thermoplastic acrylic polymer solution, as described above, a solvent as exemplified above may be added as necessary.
なお、繊維材料が炭素繊維である場合は、構造材や装飾（インテリア）用途に使用することを考慮すると、繊維強化複合材料の曲げ強度（ＪＩＳ Ｋ ７０７４）が４００ＭＰａ以上であることが好ましい。本発明の繊維強化複合材料によれば、上記マトリックス樹脂及び繊維材料を使用することにより、６００ＭＰａ以上、さらに７００ＭＰａ以上もの曲げ強度をも実現することが可能となる。 In addition, when the fiber material is carbon fiber, it is preferable that the bending strength (JIS K7074) of the fiber reinforced composite material is 400 MPa or more in consideration of use for structural materials and decoration (interior) applications. According to the fiber reinforced composite material of the present invention, by using the matrix resin and the fiber material, it is possible to realize a bending strength of 600 MPa or more, and further 700 MPa or more.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下において特にことわらない限り、配合量は質量基準（質量部等）とする。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited by a following example. In addition, unless there is particular notice in the following, a compounding quantity shall be a mass reference | standard (mass part etc.).
１．マトリックス樹脂の調製
［実施例１］
撹拌器、環流冷却器、温度計、窒素導入管のついた反応器に、ＭＩＢＫ１５０．０質量部、メタクリル酸メチル９５質量部、アクリル酸５質量部を仕込み、反応器を７０℃に加温して、アゾビスイソブチロニトリル０．２５質量部を添加して重合を開始させた。反応器を７０℃に保ち、５時間後、アゾビスイソブチロニトリル０．１質量部を追添加して、反応器を７５℃に保ち、３時間撹拌して、マトリクス樹脂となる熱可塑性アクリルポリマー溶液を得て、ＭＩＢＫを添加することにより粘度調整を行った。
1. Preparation of matrix resin [Example 1]
A reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a nitrogen introduction tube was charged with 150.0 parts by mass of MIBK, 95 parts by mass of methyl methacrylate, and 5 parts by mass of acrylic acid, and the reactor was heated to 70 ° C. Then, 0.25 parts by mass of azobisisobutyronitrile was added to initiate polymerization. The reactor was kept at 70 ° C., and after 5 hours, 0.1 part by weight of azobisisobutyronitrile was additionally added, the reactor was kept at 75 ° C. and stirred for 3 hours, and a thermoplastic acrylic serving as a matrix resin A polymer solution was obtained, and viscosity was adjusted by adding MIBK.
［実施例２〜１８］
メタクリル酸メチルの仕込み量、カルボキシル基を有するアクリルモノマーの種類及び量を表１に示した通りに変更した以外は上記実施例１と同様にして、表１に記載の粘度を有する熱可塑性アクリルポリマー溶液を得た。
[Examples 2 to 18]
The thermoplastic acrylic polymer having the viscosity shown in Table 1 in the same manner as in Example 1 except that the amount of methyl methacrylate charged and the type and amount of the acrylic monomer having a carboxyl group were changed as shown in Table 1. A solution was obtained.
２．繊維強化複合材料の製造
上記により得られた熱可塑性アクリルポリマー溶液を炭素繊維織物（東レ（株）製、製品名「ＣＯ６３４３Ｂ」、サイジング処理によりエポキシ基含有）にディッピング法により含浸させ、１２０℃で１時間乾燥させ、シート状の熱可塑性アクリルポリマー炭素繊維複合材料（厚み：０．２５ｍｍ）を得た。
2. Production of Fiber Reinforced Composite Material The thermoplastic acrylic polymer solution obtained as described above was impregnated with carbon fiber fabric (manufactured by Toray Industries, Inc., product name “CO6343B”, epoxy group-containing by sizing treatment) by dipping method, at 120 ° C. It was dried for 1 hour to obtain a sheet-like thermoplastic acrylic polymer carbon fiber composite material (thickness: 0.25 mm).
３．評価
以下の方法によりアクリルポリマー溶液の粘度の測定、ガラス転移温度の計算を行い、得られた繊維強化複合材料の物性を評価した。結果を表１に示す。
3. Evaluation The viscosity of the acrylic polymer solution was measured and the glass transition temperature was calculated by the following method, and the physical properties of the obtained fiber reinforced composite material were evaluated. The results are shown in Table 1.
〔１〕粘度の測定
ＪＩＳ Ｚ ８８０３に準拠して測定した。
[1] Measurement of viscosity Measured according to JIS Z 8803.
〔２〕ガラス転移温度（Ｔｇ）の算出
以下のフォックス式に従って、バインダー樹脂を構成する各構成ポリマーのＴｇｎから計算した。
フォックス式：１００／Ｔｇ＝Σ（Ｗｎ／Ｔｇｎ）
Ｔｇ：重合体の計算Ｔｇ（絶対温度）
Ｗｎ：モノマーｎの質量分率（％）
Ｔｇｎ：モノマーｎのホモポリマーのガラス転移温度（絶対温度）
[2] Calculation of glass transition temperature (Tg) According to the following Fox formula, it calculated from Tgn of each constituent polymer which comprises binder resin.
Fox formula: 100 / Tg = Σ (Wn / Tgn)
Tg: Calculated polymer Tg (absolute temperature)
Wn: mass fraction of monomer n (%)
Tgn: Glass transition temperature (absolute temperature) of homopolymer of monomer n
モノマーｎのホモポリマーのＴｇ値（Ｔｇｎ）は、例えば、三菱レイヨン（株）などのモノマーメーカーの技術資料や高分子データハンドブック（培風館発行、高分子学会編（基礎編）、昭和６１年１月初版）に記載されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（１０５℃）、ポリメタクリル酸イソブチル（ＰＩＢＭＡ）（４８℃）、ポリメタクリル酸ラウリル（−６５℃）、ポリメタクリル酸２−エトキシエチル（−３１℃）、ポリアクリロニトリル（１００℃）などである。 The Tg value (Tgn) of the homopolymer of monomer n is, for example, the technical data of polymer manufacturers such as Mitsubishi Rayon Co., Ltd., or the Polymer Data Handbook (published by Baifukan, edited by the Society of Polymer Science (Basics), January 1986 (First edition). For example, polymethyl methacrylate (PMMA) (105 ° C.), polyisobutyl methacrylate (PIBMA) (48 ° C.), poly lauryl methacrylate (−65 ° C.), poly 2-ethoxyethyl methacrylate (−31 ° C.), polyacrylonitrile (100 ° C.).
〔３〕物性評価
上記各実施例により得られた繊維強化複合材料を、長さ１００±１ｍｍ×幅１５±０．２ｍｍ×厚み２±０．４ｍｍの大きさに弓鋸で切断し、ノッチ加工をおこない、試験片を得て、曲げ強度及び曲げ弾性率を、ともにＪＩＳ Ｋ ７０７４に準拠して測定した。
[3] Physical property evaluation The fiber reinforced composite material obtained in each of the above examples was cut into a size of length 100 ± 1 mm × width 15 ± 0.2 mm × thickness 2 ± 0.4 mm with a bow saw and notched. The test piece was obtained, and the bending strength and the flexural modulus were both measured according to JIS K7074.
本発明の繊維強化複合材料は、車両、航空機、船艇、風車、水車、家庭用電気製品、生産機械、住宅機材、家具、時計、ヘルメット、文房具の部品として応用可能であり、更に広い範囲での用途開発が期待できる。 The fiber-reinforced composite material of the present invention can be applied as a vehicle, aircraft, boat, windmill, water wheel, household electrical appliance, production machine, housing equipment, furniture, watch, helmet, stationery component, and more widely. Development of applications can be expected.
Claims (8)
（ａ）下記一般式（１）で表されるモノマーと（ｂ）カルボキシル基を有するアクリルモノマーとから得られるカルボキシル基を有する熱可塑性アクリルポリマーからなるマトリクスル樹脂を、カルボキシル基と結合する官能基を表面に有する繊維材料に含浸させてなることを特徴とする、繊維強化複合材料。
(A) A functional group that bonds a matrix resin composed of a thermoplastic acrylic polymer having a carboxyl group obtained from a monomer represented by the following general formula (1) and (b) an acrylic monomer having a carboxyl group to the carboxyl group A fiber-reinforced composite material obtained by impregnating a fiber material having a surface thereof.
前記熱可塑性アクリルポリマー溶液を前記繊維材料に含浸させる時の粘度を９００ｍＰａ・ｓ以下とすることを特徴とする、繊維強化複合材料の製造方法。 A method for producing the fiber-reinforced composite material according to any one of claims 1 to 7,
A method for producing a fiber-reinforced composite material, wherein a viscosity when the fiber material is impregnated with the thermoplastic acrylic polymer solution is 900 mPa · s or less.
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2012
- 2012-03-26 JP JP2012069778A patent/JP2013199613A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019065514A1 (en) * | 2017-09-26 | 2020-11-05 | 国立大学法人北海道大学 | High tough fiber composite elastomer |
| JP7232474B2 (en) | 2017-09-26 | 2023-03-03 | 国立大学法人北海道大学 | High tenacity fiber composite elastomer |
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