(2024年12月1日)
(11月4日の版をChatGPTで校正しました)
高分子材料の破壊は、欠陥部分での応力集中が、分子鎖が構成するネットワーク構造の破断強度を超えたときに始まります。欠陥が存在するとひずみが拘束され、それが体積変化を引き起こします。体積変形に対する抵抗である体積弾性率は高いため、欠陥による応力集中の影響が大きくなります。ひずみの拘束を緩和し、構造体にかかる応力を平均化することで、応力集中の程度を減らすことが出来ます。これにより、高い強度を維持したまま、安定して大きな変形が可能となります。この仕組みが高分子材料のタフニングの基礎となります。
1. 固体の変形と破壊の基礎
1.1 固体の変形と強度
1.2 ひずみの拘束による応力集中
1.3 体積弾性率K が応力集中に与える影響について
2. 高分子の破壊のマイクロメカニックス
2.1 せん断変形支配の破壊
2.2 体積変形支配の破壊
2.2.1 ボイドの非線形弾性変形による拡張
2.2.2 ボイドの塑性変形による不安定拡張
2.2.3 クレイズの形成応力の評価
2.3 高分子材料の破壊とタフニング
3. 微細構造の調整によるタフニング
3.1 数平均分子量がクレイズ強度と降伏応力に及ぼす影響
3.2 分子量分布の幅がクレイズ強度と粘度に及ぼす影響
3.3 i-PPの立体規則性がクレイズ強度に及ぼす影響
3.4 共重合がクレイズ強度と降伏応力に及ぼす影響
4. ひずみの拘束の解放によるタフニング
4.1 ボイドによるひずみの拘束の解放と体積弾性率の緩和
4.2 エラストマーのブレンドによるタフニングの効率に影響する因子
4.2.1 分散相の強度がタフネスに及ぼす影響
4.2.2 マトリックス樹脂の配向硬化とタフネス
5.5. 高い剛性とタフネスが両立したプラスチック複合材料の強度設計
5.1 無機微粒子のブレンドによるタフニング
5.1.1 i–PPのCaCO3粒子によるタフニング
5.1.2 ゴムのCB粒子によるタフニング
5.2 強度とタフネスの改善の効率
6. 終わりに