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的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/ナノコンポジット法を用いた新規ポリマーナノコンポジット
  ・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

   ・高い結晶化速度を有するPLA
   
マイクロ/ナノコンポジット法を応用した新規繊維強化熱可塑性高分子複合材料
  ・無機粒子分散型PP/GF複合材料
  ・金属間化合物分散PP/GF複合材料
  ・CNT分散によるPP/GFの高強度化

反応性添加剤を用いた新規ポリマーブレンドおよび高分子複合材料
  ・PC/ABSポリマーブレンドの耐衝撃性改善
  ・PLA/PGA複合材料の力学特性改善
  ・PLA/PCLポリマーブレンドの靭性改善     
  ・PP/GF複合材料の力学特性改善
             

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のウエルド強さ改善

理論構築

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の弾性率
  ・マイクロ/ナノコンポジットの弾性率

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
  ・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の引張強さおよび曲げ強さ
  ・ゴム粒子分散による高分子の強さ減少機構
  ・無機粒子分散熱可塑性高分子材料の降伏応力

   ・界面改質剤添加による強さ改善機構
  ・ナノ繊維分散による強さ改善機構

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の衝撃強さ
  ・連続繊維強化熱可塑性高分子材料の衝撃強さ

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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