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

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。

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研究成果例

理論

熱可塑性高分子を基材とした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

熱可塑性高分子射出成形品の表面力学特性に関する力学モデル
　　・ビッカース硬さ
　　・表面せん断強さ
　　・摩擦係数

高分子複合材料の降伏応力・破壊靭性に関するモデル
　　・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
　　・ポリマーブレンドの反応相容化による改善機構
　　・ポリマーブレンドの非反応相容化による改善機構

結晶核剤添加による結晶化促進機構

解析手法

熱可塑性高分子の弾性係数評価手法
　　・3点曲げ試験
　　・示差走査熱量測定

FRTP射出成形品を用いた界面強さ解析手法
　　・ショートビームせん断試験
　　・ウエルド引張試験

射出成形品の力学異方性評価手法
　　・ショートビームせん断試験
　　・ビッカース硬さ試験

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
　　・マテリアルリサイクル性に優れたFRTP

高機能性ポリマーブレンド
　　・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     
　　　・透明・高耐衝撃性・高流動性PC基ポリマーブレンド

マテリアルリサイクル
　　・廃棄自動車バンパーの力学特性改善
　　・容リ材再生ペレットの力学特性改善

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