GF強化PPの衝撃強度に及ぼす繊維長および界面強度の影響

摘要

ポリプロピレン（PP）と各種無機化合物を複合したPP 複合材料は，工業材料分野を中心に重要な素材として幅広く用いられている．中でも，ガラス繊維（GF）強化PP は，引張強度，曲げ強度および耐熱性の面で最も優れた特性を示し，PPの重要な改質技術の一つとなっている．しかし，その反面衝撃強度が低いと言う欠点を有している．そのため，この課題を解決するための研究も多く行われている．例えば，マレイン酸グラフトPPを用いPPとGF の界面強度を改良することにより衝撃強度が向上することが報告されている．また，エラストマーを添加した，更にマレイン酸をグラフ卜したエラストマーを添加したGFPPの衝撃強度に関する研究も報告されている．しかし，こうしたエラストマ一添加による衝撃強度の改質は，GFを用いる本来の改良目的である引張強度や耐熱性をある程度犠牲にしてしまう．引張強度と衝撃強度と相反するものを同時に解決するため，GFの繊維を長く保つことも行われている．その一つの例が，ガラス繊維マットに樹脂を含浸させたスタンパブルシートである．その高い衝撃特性に関しては多くの報告がなされている．一方，近年射出成形においても出来るだけ繊維長を長く保つ技術として，射出成形用の長繊維ペレットが開発され，自動串部品のモジュール化の動きと相侯って注目され，市場においても評価を待つつある．この長繊維ペレットは，ペレット長さと同じ長さのGFがペレットの長さ方向に配列したものであり，一般には6～12mm長さのものが製造されている．こうした長繊維ペレットを用いた射出成形体の力学特性に関しても多くの報告がなされており，従来の短繊維GF強化品に比較し，衝撃強度や高温下での引張強度，クリープ特性等に優れることが報告されている．しかし，何れにおいても，個別の報告が多く，GFPPの衝撃強度に及ぼすGF長と界面強度の関係を系統的に検討した報告は見当たらない．また，繊維長を長く保った場合に発現する高い衝撃特性に関しても，そのメカニズムは明らかにされていない．本研究は，GFPPの衝撃強度と界面強度および繊維長の関係を明らかにすることを目的とした．