2014-2

炭素繊維-樹脂間の密着性に及ぼす過熱水蒸気へのガス添加効果

過熱水蒸気に添加するガス種の違いにより、炭素繊維表面の官能基量の制御が可能

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）廃材からの繊維回収と同時に繊維－　樹脂間の密着性向上（繊維のその場表面改質）が実現できれば、回収繊維のサイジング剤フリー化によるCFRP製造コストの大幅削減が期待できる。

過熱水蒸気を利用したCFRPリサイクル技術開発の一環として、炭素繊維単体を過熱水蒸気処理し、処理時のガス添加が樹脂との密着性（界面せん断強度）と表面官能基量の変化に及ぼす影響を明らかにする。

(1)	過熱水蒸気に添加するガス種の違いにより、炭素繊維－樹脂間の界面せん断強度が変化し、特にN2ガス添加が効果的であることを確認した
(2)	ガス添加なしではOH基が、N2添加の場合はOH基に加えて塩基性官能基が、CO2添加の場合はCOOH基がそれぞれ増加し、これらが界面せん断強度向上に関与したものと考えられる

図1. 炭素繊維－樹脂間の界面せん断強度

図2. 炭素繊維表面の官能基量の変化

? CFRPのリサイクル
? 炭素系材料の表面改質

参考文献

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[1] 和田匡史、河合和彦、鈴木智幸、平博仁、北岡諭、セラミックス、49 (1)、44-48 (2014)
[2] 特願2014-10822

謝辞

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本研究は、愛知県の「知の拠点あいち・重点研究プロジェクト」の一環として実施したものである。