形状回復型自己治癒プラスチックの形状回復効果の評価（形状回復率の算出方法, 評価結果について）

摘要

自己治癒プラスチックは損傷を受ける度に強度を回復するため, 高寿命・高信頼性材料として注目を集めている. しかし, 現状では完全強度回復を達成できていないため, 構造材料などへの適用は進んでいない. 完全強度回復を実現する材料として形状回復型自己治癒プラスチックを提案する. 本材料は, 治癒物質の重合反応と繊維の熱収縮により物理的にき裂を閉口させる. 図1 に示すように, 本材料に導入したき裂はマイクロカプセルを破壊し, 繊維周囲に材料最弱部として配置した界面層に沿って分岐する. その後マイクロカプセル内からき裂内に流入した治癒物質 （ジシクロペンタジエン, 以下DCPD） のモノマーとGrubbs 触媒の接触および重合反応によりき裂を接合する. 同時に重合反応熱により繊維が熱収縮し, き裂を閉口することによりき裂を完全に治癒する.DCPD は, 初期のGrubbs 触媒による重合を経て自発的な重合が生じる. 本材料中の微量なDCPD で自己治癒を達成するためには, 触媒と直接触れていないDCPD にも素早く自発的な重合反応をさせる必要がある. 同時に, 本材料の形状回復効果において重合反応熱の発生速度がどのように変化するかが非常に重要となる. しかしその知見が無いため, まずこれに関して調査を行った. 本研究では, 熱収縮性繊維を使用した完全強度回復を達成する自己治癒プラスチックの開発を目的とし, 本材料の治癒機構に重要な形状回復率の算出方法を検討・提案して形状回復効果の評価を行う.