【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24YG0075
利用課題名 / Title
ビトリマーの結合交換活性化温度と応力緩和についての検討
利用した実施機関 / Support Institute
山形大学 / Yamagata Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials
キーワード / Keywords
ビトリマー/Vitrimer,ゴム/rubber,エラストマー/elastomer,プラスチック類/plastics,架橋/crosslink,粘弾性/viscoelasticity,ハイエントロピー材料/ High entropy material,易循環型材料設計技術/ Recycling-friendly material design technology,高強度・生分解性プラスチック/ High-strength, biodegradable plastic
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中野渡 万由
所属名 / Affiliation
山形大学大学院有機材料システム研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
目的は、ビトリマーの結合交換と温度の関係の解明である。ビトリマーとは熱可塑性と熱硬化性の中間的な特性を合わせ持つ高分子材料である。架橋構造を有するが、加熱などの条件によって架橋結合が動的に再編成されるため、低温では高強度、高温では再加工や自己修復が可能である。そのため、将来はリサイクルを見据えて車両や航空機においてコーティング剤、接着剤としての活用が期待される。先行研究では、ある温度以下では結合交換が起こらない点（結合交換活性化温度(Tv)）の存在を議論しているが、測定法によってTvが異なるなど、Tvについて不明な点が多い。Tvで観察される現象を解明し適切に測定することは、ビトリマーの成形加工を達成する上で非常に重要である。
実験 / Experimental
レオロジー測定にはツインドライブ型レオメータ（YG-001）を用いた。25×10×5mmの試験片を用いて、クリープ測定を行った。温度は50～190℃で5×25×1mm^3の試験片に、一定の応力0.01MPa(線形領域内)を500s加え、その後応力を取り除き回復ひずみを観察した。
結果と考察 / Results and Discussion
結果を図1に示す。0.01MPaの応力を500秒加えたのち、応力を取り除き、ひずみの時間変化を観察した。500秒時点でのひずみを基準として、応力を取り除いた後一定状態のひずみの値を用いて、ひずみの回復率を計算した結果を図2に示す。図2より、60～100℃近辺にて回復率がピークを示している。このピークを境に回復率が減少していることから、ピーク値がTvを示すと考察された。転移温度以下では、分子鎖の伸縮がひずみの回復に影響するが、転移温度以上においては結合交換によって緩和が起こるため回復が小さくなったと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１ ツインドライブ型レオメータを用いてた引張モードでのクリープ試験 横軸は時間、縦軸はひずみである。50～190℃の各温度において試験を行った。5×25×1mm^3の試験片に、一定の応力0.01MPa(線形領域内)を500s加え、その後応力を取り除き回復ひずみを観察した。
図２ ひずみ回復率の温度依存性（図1の定常状態のひずみを応力除去後の残留ひずみの値で除した）
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 中野渡万由ら、プラスチック成形加工学会第35回年次大会（東京）、2024年6月19日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件