リサイクル炭素繊維とリグノセルロース繊維で強化したハイプリッド複合材料の機械的特性と帯電防止性能

摘要

In order to enhance the mechanical properties of poly(lactic acid)/polypropylene polymer alloys, hybrid fiber-reinforced composites (hybrid-FRC) were investigated, including recycled carbon fibers, which have a homogeneous morphology and ultra-high mechanical strength and bamboo-derived lignocellulosic fibers, which have a rigid tissue structure, high mechanical performance and a low thermal expansion coefficient. Moreover, effects of a compatibilizer, maleic anhydride-modified polypropylene (MAPP), were examined. The addition of MAPP increased the interfacial shear strength of polymer alloys on carbon fiber surfaces. The hybrid-FRCs showed excellent tensile strength, 168.7% higher than the polymer alloy. Moreover, the antistatic effect was considerably increased by the hybridization, suggesting synergistic effects of both fibers. Therefore, it was clarified that the hybrid-FRCs are useful and powerful materials.%その剛直な構造から,高強度,高弾性および低熱膨張性という非常に優れた物性を有した竹リグノセルロース短繊維(sLCBF)をポリ乳酸/ポリプロピレンァロイに混合し,バイオマス素材の活用に よる力学物性の向上について検討した.さらに,安定した繊維形状と超高強度のリサイクル炭素繊維 (RCF)を補強材としたハイブリット複合体の開発を検討した.RCF品を5wt%添加し,マトリックス樹脂 との相溶性改善に無水マレイン酸変性ポリプロピレン(MAPP)を用いて,流動特性,力学物性および帯電防止機能について測定を行った.その結果,MAPPの添加はRCF上での樹脂の界面せん断強度が顕著に 増大し,ハイプリッド複合体の力学物性は,マトリックス樹脂に比べ,引張強度で168.7%まで向上し た.さらに,帯電防止機能もsLCBFとRCFの配合により著しく向上した.結果として,sLCBFとRCFの ハイプリッド繊維強化による相乗効果が示唆され強化材としての有用性が示された.