高分子複合材料について材料物性や製品物性に関わる研究をしています。高山研究室

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〒992-8510 山形県米沢市城南4丁目3-16

研究内容RESEARCH

高山研究室の研究って?

 高分子材料と他の材料を複合化した高分子複合材料は,高分子材料の軽さ,耐薬品性,成形加工性と金属あるいはセラミクス材料の高い力学特性を併せ持つ材料として,医療,自動車,家電製品,航空機などで使用されています。これらの分野で要求される物性は時々刻々と厳しくなってきており,また時間的制限も課せられることから,材料設計をいかに短期間で効率よく達成するかが求められています。
 また,高分子複合材料の物性は複合化させる材料の形状,大きさやその分布,量によって変化するとされています。さらに,その成形方法や条件によっても物性は変化するため,これらを統一的に解釈し,予測することは難しいですが,現実として求められています。つまり,「材料・構造・成形」の3つの要素を組み合わせて考えていく必要があります。 高山研究室では,高分子複合材料の物性に関して,「材料・構造・成形」の3つの要素を考慮した材料設計指針や理論を提案していくことで,高分子複合材料産業の発展に寄与していきたいと考えています。


研究成果例

材料開発

マイクロ/ナノコンポジット
  ・高靭性を有するPP系クレイナノコンポジット
  ・高強度・高剛性を有するHAp/PLA複合材料

   無機粒子分散型PP/GF複合材料
  ・高い結晶化速度を有するPLA

  ・金属間化合物分散によるPP/GF複合材料の高強度化
  ・CNT分散によるPP/GFの高強度化

反応相容化
  ・高耐衝撃性PC/ABSポリマーブレンド
  ・高強度PLA/PGA複合材料
  ・強靭性PLA/PCLポリマーブレンド     
  ・高強度PP/GF複合材料
             

繊維強化熱可塑性高分子複合材料の製品強さ
   炭素繊維強化熱可塑性高分子複合材料

理論・解析

高分子材料の降伏応力に関する力学モデル

高分子複合材料の弾性率に関する力学モデル
  ・充填材分布を有する高分子複合材料
  ・マイクロ/ナノコンポジット

繊維強化熱可塑性高分子材料のウエルド強さに関する力学モデル
  ・繊維強化熱可塑性高分子材料のウエルド強さ
  ・樹脂溜追加によるウエルド強さ改善機構
  ・界面改質剤添加や無機粒子分散によるウエルド強さ改善機構 

熱可塑性高分子複合材料の強さに関する力学モデル
  ・繊維強化高分子複合材料
  ・ポリマーブレンド
  ・無機粒子分散熱可塑性高分子材料

  ・ナノ繊維分散熱可塑性高分子材料

繊維強化熱可塑性高分子材料の衝撃強さに関する力学モデル
  ・短繊維強化熱可塑性高分子材料
  ・連続繊維強化熱可塑性高分子材料

非相溶系ポリマーブレンドの衝撃強さに関する力学モデル
  ・反応相容化による衝撃強さ改善機構
  ・非反応相容化による衝撃強さ改善機構

結晶核剤添加による結晶化促進機構

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