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[解析事例] 架橋フェノール樹脂の物性評価

事例カテゴリ
COGNAC、VSOP
事例提供
sumitomo bakelite CO.,LTD.

熱硬化性樹脂(フェノール)の架橋構造と物性の関係の評価

目的と手法

全原子モデルを用いた分子動力学法によりフェノール樹脂の架橋構造と物性の関係について評価しました。架橋構造は直鎖状オリゴマー(9量体)の架橋反応により作成しました。架橋度(D)は70%, 82%, 92%の三種類について検討しました。

Cross-linking reaction model of phenolic resins 図1. Cross-linking reaction model of phenolic resins

Simulation of crosslinking reaction 図2. Simulation of crosslinking reaction

解析結果

架橋構造のガラス転移温度(Tg)に関して、架橋度の影響を評価しました。図3に示すように、架橋度が高くなるとともにガラス転移温度も高くなっています。これはセグメントの運動が架橋により抑制されることを示唆しています。
さらに、ガラス状態における架橋構造の力学特性評価のため、300Kにおける一軸伸張を実施しました。得られた応力ひずみ曲線を図4に示します。応力ひずみ曲線は、明確な架橋度依存性を示すことが確認されました。
本計算の詳細は参考文献[1]をご参照ください。

Change in specific volume 図3. Change in specific volume: red, D = 70%; blue, D = 82%; green, D = 92%
(The glass transition temperature of each structure was determined from the change in the slope.)

Stress-Strain Curves 図4. Stress-Strain Curves: red, D = 70%; blue, D = 82%; green, D = 92%.

  • ●参考文献
  • [1] A. Izumi, T. Nakao and M. Shibayama, Soft Matter, 2012, 8, 5283-5292.

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