複合材料

ガラス繊維を樹脂の補強に使うとき、繊維の表面をシランカップリング剤で処理する主な目的はどれか。

  1. A繊維の表面を平滑にして樹脂との摩擦を小さくし、成形時に樹脂を流れやすくするため
  2. B無機のガラスと有機の樹脂の両方と結合して界面の接着を強め、荷重を伝えやすくするため
  3. C繊維の熱伝導率を下げて成形時の樹脂の硬化を遅らせ、気泡を抜けやすくするため
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正解:B. 無機のガラスと有機の樹脂の両方と結合して界面の接着を強め、荷重を伝えやすくするため

シランカップリング剤は、一方の端にガラス表面の水酸基と結合するアルコキシシリル基を、もう一方の端に樹脂と反応するアミノ基やエポキシ基、ビニル基などをもつ分子です。無機のガラスと有機の樹脂の間を化学結合でつなぐので、界面の接着が強まり、界面のせん断で繊維に荷重が伝わりやすくなります。界面に水が入り込んで接着が弱まるのを防ぐ効果も大きく、湿った環境での強度の低下を抑えます。表面を平滑にして摩擦を小さくするのは、荷重の伝達を弱めるので目的とは逆です。熱伝導率や樹脂の硬化速度を変えることは、カップリング剤の目的ではありません。

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