応用機械工学ジャーナル

概要

CFRP層間破壊靭性の改善におけるPOSS-PVPの影響

クナル・ミシュラ、リビン・K・バブ、ランジ・ヴァイディアナタン

本研究では、多面体オリゴマーシルセスキオキサン（POSS）-ポリビニルピロリドン（PVP）が炭素繊維強化複合材料（CFRP）の層間破壊靭性に及ぼす影響について調査しています。ベースライン複合材料は、ノブラックエポキシ注入炭素繊維プリプレグを使用して製造されています。グリシジルイソブチルPOSS（GI）は、相溶化剤として使用されるPVPに対して1、3、5、10重量％の負荷でCFRPに導入されます。ダブルカンチレバービームテストの結果は、ベースライン複合材料と比較して、5重量％のGI-POSS負荷で層間破壊靭性が70％増加することを示しています。走査型電子顕微鏡検査は、POSSが繊維と樹脂間の接着を強化し、繊維の引き抜きにつながることを示しています。動的機械分析の結果は、可塑化効果によるPVPの添加による貯蔵弾性率の低下を捉えています。それにもかかわらず、POSSの導入によりGI/PVP複合材料の貯蔵弾性率は上昇する。さらに、POSSの強化によりガラス転移温度が上昇することが観察される。キーワード：層間破壊靭性、炭素繊維強化