☆ポリマーブレンドや繊維強化による複合化で、狙い通りの力学特性を得るには、

界面・分散状態や降伏／破壊メカニズムの理解が重要です。

本講座では、評価の基礎から、相容化剤・添加剤・ナノフィラーを用いた力学特性改善と

材料設計の考え方まで、具体例を交えて解説します。

ポリマーブレンド・繊維強化プラスチックの

材料設計と力学特性改善

《界面はく離・繊維引抜け・破断から考える相容化剤／添加剤／ナノフィラーの活用》

【提携セミナー】

主催：株式会社R&D支援センター

◆セミナー趣旨

ポリマーブレンドや繊維強化による複合化は、プラスチックの剛性、強度、靭性などの力学特性を改善するために広く用いられています。一方で、材料を複合化すれば必ず狙い通りの特性が得られるわけではなく、界面状態や分散状態、繊維の配向・長さなどによって降伏・破壊挙動は大きく変化します。

例えばポリマーブレンドでは、界面の結合状態によって界面はく離やせん断降伏が生じ、繊維強化熱可塑性プラスチックでは、界面はく離、繊維の引抜け、繊維破断などが力学特性を左右します。そのため、力学特性を改善するには、どの現象が特性を支配しているのかを理解し、界面や分散状態、母相など、どこを改善すべきかを考えることが重要です。
本講座では、まず応力・ひずみ、降伏条件、弾性率などの基礎から解説し、3点曲げ試験、ショートビームせん断試験、ノッチ付き衝撃試験などを通じた力学特性・界面特性の評価について解説します。

さらに、ポリマーブレンドにおける界面はく離・せん断降伏と相構造との関係、相容化剤による力学特性改善、繊維強化熱可塑性プラスチックにおける界面はく離・繊維引抜け・繊維破断について解説します。MAH-PP、CNT、CaCO₃、SiO₂などを用いた具体例も交えながら、力学特性を支配する要因を捉え、材料設計・特性改善につなげるための考え方を学びます。

◆　習得できる知識

• プラスチックの応力・ひずみ、降伏、弾性率の基礎
• 力学試験から材料・界面特性を読み解く考え方
• ポリマーブレンドの界面はく離・せん断降伏と力学特性
• 繊維強化プラスチックの界面はく離・引抜け・破断のメカニズム
• 相容化剤、添加剤、ナノフィラーによる力学特性改善の考え方

担当講師

山形大学 大学院有機材料システム研究科 准教授 博士(工学)　高山 哲生 氏

【ご専門】　高分子工学，高分子複合材料工学

セミナープログラム（予定）

1．プラスチックの力学特性を理解するための基礎
1-1　力学とは？―「力」と「変形」の関係
1-2　負荷形態と負荷速度―引張・圧縮・曲げ・せん断・衝撃
1-3　応力とは？―外力と内力、応力の考え方
1-4　応力の分類と負荷条件との関係
1-5　ひずみとは？―公称ひずみと真ひずみ
1-6　ひずみの分類と負荷条件との関係
1-7　強度・硬さ・靭性・弾性率などの力学特性

2．プラスチックの降伏・変形挙動と力学特性
2-1　負荷形態によって変わる応力状態と降伏条件
2-2　高分子材料の降伏現象―クレイズとせん断帯
2-3　引張負荷における降伏開始応力と成形時の残留ひずみ
2-4　曲げ負荷における降伏開始応力
2-5　縦弾性係数と各種弾性係数との関係
2-6　ポアソン比の考え方と力学特性評価への活用

3．力学特性・界面特性を読み解くための評価方法
3-1　3点曲げ試験
・曲げ強さ、曲げ弾性率の評価
・縦弾性係数、ポアソン比の推定
3-2　ショートビームせん断試験
・降伏開始せん断応力、繊維配向角、界面せん断強さの評価
3-3　ビッカース硬さ試験
・硬さから圧縮降伏開始応力を捉える
3-4　ノッチ付き衝撃試験
・耐衝撃性と臨界エネルギー解放率の評価
3-5　示差走査熱量測定（DSC）
・ガラス転移、融解・結晶化挙動の評価

4．ポリマーブレンドの力学特性と降伏を支配する要因
4-1　ポリマーブレンドの目的と相構造
・成形加工性、剛性・軽量化、延性・信頼性との関係
4-2　ポリマーブレンドにおける2つの降伏現象
・界面が弱い場合の「界面はく離」
・界面が強い場合の「せん断降伏」
4-3　界面はく離の発生条件と降伏開始応力
4-4　せん断降伏の発生条件と界面相互作用
4-5　粒子分散状態・粒度分布と複合材料の弾性率

5．相容化によるポリマーブレンドの力学特性改善
5-1　相容化とは？―分散相の微細化と物性制御
5-2　有機系相容化剤による改善
・非反応系相容化剤による分散相の微細化
・PP/PSへのSEBS添加と降伏応力・破壊靭性の改善
・反応相容化によるPC/ABSの力学特性・耐熱性・破壊靭性改善
5-3　無機系相容化剤による改善
・無機微粒子による分散相の微細化
・CaCO₃、Clay、SiO₂を用いた相容化と力学特性改善

6．繊維強化熱可塑性プラスチックの力学特性と破壊モード
6-1　力学特性を支配する3つの現象
・繊維／母相界面のはく離
・繊維の引抜け
・繊維の破断
6-2　界面はく離の発生条件
・残留熱ひずみと界面相互作用
・繊維含有量とウエルド強さとの関係
6-3　繊維引抜けの発生条件
・母相／繊維間の締付応力と摩擦
・繊維配向角、界面強さと引張強さとの関係
6-4　繊維破断によって決まる力学特性
6-5　繊維分散状態・繊維長と複合材料の弾性率

7．添加剤・ナノフィラーによる繊維強化プラスチックの力学特性改善
7-1　反応性添加剤による界面強化
・MAH-PP添加によるPP/GFの物性改善
・界面強さ、摩擦係数、繊維間相互作用との関係
7-2　ナノフィラーを用いたマイクロ／ナノコンポジット化
・ナノ粒子分散による母相の弾性率・界面強さの向上
・CNT添加によるPP/GFの強度改善とその限界
・CaCO₃添加による強度・弾性率・耐衝撃性の改善
・SiO₂添加による強度・弾性率向上と耐衝撃性への影響
7-3　界面強化・繊維破断を踏まえた添加効果の考え方

【質疑応答】

公開セミナーの次回開催予定

開催日

【LIVE配信】2026/11/24（火） 10:30～16:30

【アーカイブ配信】11/26～12/3 （何度でも受講可能）

開催場所

【WEB限定セミナー】※会社やご自宅でご受講下さい。

受講料

非会員：  55,000円 （本体価格：50,000円）
会員：  49,500円 （本体価格：45,000円）

会員の方あるいは申込時に会員登録される方は、受講料が1名55,000円（税込）から

• 1名49,500円（税込）に割引になります。
• 2名申込の場合は計55,000円（2人目無料）になります。両名の会員登録が必要です。

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