高分子 破壊  書籍
 
No.1733
気泡・ボイドの発生メカニズムと未然防止・除去技術
 

★ 「なぜ劣化したのか?」「何が主な原因なのか?」
     貴重な100以上の劣化・破壊時の写真、データを集約!要因特定の糸口となる一冊! 

 高分子における
劣化・破壊現象の写真・データ事例集

〜原因特定と対策のために〜

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■ 本書のポイント 

≪複雑に絡み合う  劣化要因を解明せよ!≫

◆◆高分子劣化メカニズム

  ・変色・黄変・着色のメカニズム
  ・水、湿度による加水分解のメカニズム
  ・薬品・溶剤による腐食原因
  ・熱による収縮、変形、膨張のメカニズム
  ・衝撃による亀裂、割れの挙動
  ・部分放電、電気・水トリー、、、絶縁破壊のメカニズム


◆◆劣化データとその解釈 

  ・劣化により分子構造はどのように変化するのか?
  ・熱履歴、熱挙動、劣化侵食度の評価
  ・少ない試料から早く、正確に劣化要因を特定する最新の手法
  ・複雑なスペクトル、データから どのように解釈するのか




◆◆劣化・破壊写真事例

  ・ 自動車、電子部品、家電、医療、、様々な分野で使われる樹脂の破壊事例
  ・接着・接合、塗膜、複合材料など界面の剥離・破面事例
  ・クラック・ボイド・異物など表面状態の観察事例
  ・起点の見つけ方と破面形態⇔破壊様式の関係性

■ 執筆者(敬称略) 

出光興産(株) 野寺明夫 出光興産(株) 平野幸喜
ABB(株) 浜村武広 愛媛大学 黄木景二
神奈川大学 西本右子 (株)東レリサーチセンター 杉江隆一
日本ポリウレタン工業(株) 村山智 中部大学 鈴木靖昭
群馬大学 黒田真一 大阪ガス(株) 樋口裕思
サンケミカル(株) 八児真一 京都工芸繊維大学 小滝雅也
東京工業大学 久保内昌敏 長岡技術科学大学 河合晃
東亞合成(株) 佐内康之 出光興産(株) 若林淳
元 芝浦工業大学 江角務 富山県立大学 真田和昭
富士ゼロックス(株)  八百健二 住友電気工業(株) 相馬一之
東京大学 工藤久明 (地独)東京都立産業技術研究センター 安田健
富山県立大学 川越誠 (株)コベルコ科研 林富美男
秋田県立大学 邱建輝 京都工芸繊維大学 山田和志
テクノポリマー(株) 金子康信 (株)住化分析センター 古田倫明
ポリマーテク研究所 葭原法 広島工業大学 中村省三
ポリマー&添加剤技術オフィス 小瀬垣公穗 静岡県工業技術研究所 鈴木重好
三菱電機(株)  馬場文明 東北大学 橋田俊之
(株)リガク 有井忠 宇宙航空研究開発機構 小柳潤
(株)パーキンエルマージャパン 大西晃宏 名古屋大学  細井厚志
本間技術士事務所 本間精一 バンドー化学(株) 塩山務
ソニーセミコンダクタ(株) 松田和敏 金沢工業大学 中田政之
熊本大学 名誉教授 廣江哲幸 接着コンサルタント 相澤幸彦
大阪府立大学 大多尾義弘 筑波大学  河井昌道
早稲田大学 大木義路 名古屋工業大学 西田政弘
千葉大学 山野芳昭 新日鐵住金化学(株) 横山直樹
(株)日立製作所 岩崎富生 (独)産業技術総合研究所 堀内伸
フロンティアラボ(株) 穂坂明彦 岐阜大学 服部敏雄
(地独)北海道立総合研究機構 金野克美 同志社大学 藤井透
日本ペイント(株) 太田達夫 リンテック(株) 朱峰承興
神奈川県産業技術センター  加藤千尋 滋賀県東北部工業技術センター 宮川栄一
あいち産業科学技術総合センター 福田徳生 兵庫県立大学 村松康司
ながさきポリウレタン技術研究所 古川睦久 テルモ(株) 石川健次
(株)KRI 本間秀和 岡山県工業技術センター 岩蕗仁
愛媛大学 白石哲郎 東北大学 吉岡敏明
大阪府立大学 角岡正弘 (株)日立製作所 宝藏寺裕之
富士ゼロックス(株)  八百健二 東光電気(株) 山下太郎
岡山大学  内田真 京都工芸繊維大学 大越雅之
(公財)鉄道総合技術研究所  伊藤幹彌 アアベックス(株) 池田修
オムロン(株)  北村恭司 早稲田大学 山崎義弘
(独)産業技術総合研究所 蛯名武雄 旭硝子(株) 高柳敬志
(株)レニアス 本多総一郎 電気材料システム工学研究所 平川功一
セメダイン(株) 新井康男 日本信頼性学会 伊藤貞則
東京大学 中田宗隆    

■ 目  次

第1章 高分子の変色メカニズム

第2章 薬品劣化、溶剤による腐食メカニズム

第3章 水劣化・加水分解メカニズム

第4章 応力による反り、割れ、ねじれ発生のメカニズム

第5章 熱による変形、収縮、軟化、膨張

第6章 絶縁破壊・劣化メカニズム

第7章 高分子材料の劣化解析手法

第8章 高分子材料の破面解析手法

第9章 高分子材料の変色事例

第10章 光・熱による劣化事例

第11章 水劣化事例と加水分解解析


第12章 熱による劣化・変形・反り事例

第13章 腐食による劣化事例

第14章 表面外観不良事例〜ブリード,白化,クラック,傷〜

第15章 破壊評価事例と破断面解析

第16章 接着界面の破壊・剥離事例


◇ 第1章 高分子の変色メカニズム ◇

第1節 樹脂材料における変色の要因・メカニズム
1.高分子の劣化素反応
 1.1 主鎖のランダム分解
 1.2 解重合
 1.3 側鎖の反応
 1.4 架橋,炭化
 1.5 自動酸化
 1.6 分子量変化
2.光劣化
 2.1 光の吸収
 2.2 励起状態の生成
 2.3 励起状態からの反応
 2.4 高分子の光酸化反応
3.劣化に伴う高分子の変色

第2節 高分子材料の変色原因とその解析手法
1.変色原因と変色メカニズム
 1.1 変色原因
 1.2 BHTの変色メカニズム
 1.3 変色再現試験法
 1.4 変色防止の添加剤
 1.5 変色に悪影響を及ぼす添加剤
 1.6 暗所変色に関する疑問点
  -暗所変色の原因は全てフェノール系酸化防止剤か?
  -黄変とピンキングは同じ原因か?
  -何故、黄変やピンキングのトラブルはいつも起こらないで、 稀にしか起こらないのか?
  -簡便なNOx試験法は?
2.リン系酸化防止剤選定の留意点
 2.1 耐加水分解性
  -耐加水分解性
  -耐金属腐食性
 2.2 耐NOx変色性

 2.3 リン系酸化防止剤使用のポイント


◇ 第2章 薬品劣化、溶剤による腐食メカニズム 

第1節 酸・アルカリ環境下におけるプラスチック材料の腐食劣化
1.有機材料の劣化形態と劣化
 1.1 表面反応型
 1.2 腐食層形成型
 1.3 全面浸入型
2.実際のFRP機器における劣化形態
 2.1 未劣化と判断される例
 2.2 表面反応型の劣化形態を示す例
 2.3 腐食層形成型の腐食形態を示す例

第2節 薬品劣化による高分子クレーズへの影響
1. クレイズとき裂進展挙動
 1.1 薬品(NaOH)浸漬実験
  -供試材および試験片
  -クレイズ領域と測定方法
  -コースティックス法によるJ積分
  -浸漬期間一定におけるき裂進展への影響
  -濃度一定のもと浸漬期間の変化による影響
 1.2 薬品(HCl)浸漬実験
 1.3 光劣化におけるき裂およびクレイズ挙動
2.環境温度における高分子材料の動的破壊特性
 2.1 供試材および試験片形状
 2.2 実験装置および実験方法
 2.3 静的破壊特性
 2.4 動的破壊特性
 2.5 破壊靭性評価

第3節 ABS樹脂の薬品による劣化
1. 薬品劣化のメカニズム
2. 薬品劣化の現象と原因について
3. 耐薬品性の評価
4. 耐薬品性の改良

第4節 透明ポリカーボネートの耐熱・難燃・耐薬品性向上
1. PC改質方法
2. PC難燃化
3. PC耐熱化
4. PC耐溶剤化

第5節  エンジニアリングプラスチックの放電環境下で発生したオゾンによる劣化挙動
1. オゾンと高分子材料の劣化
 1.1 オゾン
 1.2 高分子材料のオゾン劣化
2. エンジニアリングプラスチックのオゾン腐食挙動
 2.1 一定のオゾン環境下におけるエンジニアリングプラスチックの腐食挙動
3.Co-POMのオゾン腐食挙動
 3.1 湿度の影響
 3.2 オゾン濃度の影響
4 オゾン環境下におけるCo-POMの腐食機構
 4.1 潜伏期間内における劣化進展機構
 4.2 オゾン環境下におけるCo-POMの腐食機構
  -分子量測定 2) FT-IR測定 3) 2種の腐食進行パターン
 4.3 腐食後のCo-POM強度予測

 
◇ 第3章 水劣化・加水分解メカニズム ◇

第1節 高分子の水・湿度による変色・劣化と分析・評価技術
1.高分子の水・湿度による劣化・変色
2.耐候性試験における水の影響
3.高分子変色・劣化の分析・評価技術−機器分析からわかること−
4.水・湿度の関係した劣化を防ぐには
5.高分子の劣化・変色の原因究明とその対策のために

第2節 ポリウレタンの黄変・加水分解メカニズム
1.ポリウレタンの基本原料と基本構造
2.ポリウレタンの合成法
3.ポリウレタンの構造
4.光劣化と黄変
 4.1 色と光吸収
 4.2 ポリウレタンの黄変
 4.3 黄変防止
5.加水分解
 5.1 ポリエステルの加水分解
 5.2 ポリカーボネートポリオール
 5.3 ウレタン基の加水分解
 5.4 加水分解と黄変

第3節 高分子材料の放射線劣化メカニズム
1.放射線とは
2.放射線化学とは
3.放射線と物質の相互作用の概要
4.高分子の放射線化学
5.高分子の放射線照射効果の修飾因子
6.高分子材料の放射線劣化と耐放射線性
7.高分子材料の耐放射線性向上のための試み
8.放射線以外の劣化因子がある場合


◇ 第4章 応力による反り、割れ、ねじれ発生のメカニズム ◇

第1節 プラスチックの応力、き裂現象の機構解明
1.破損法則
 1.1 せん断流動(降伏)
 1.2 クレイズ形成

第2節 プラスチック成形加工・内部構造と機械特性の相関
1. 射出成形加工
 1.1 3層構造
 1.2 結晶化度と分子配向性
 1.3 力学特性
  -引張特性
  -疲労特性
2. 圧延加工
 2.1 内部高次構造の変化
 2.2 力学特性の変化
 2.3 高次構造と力学特性の関係
 2.4 圧延加工における塑性変形メカニズム
  -結晶構造の変化
  -分子配向性の変化
3. 接合加工
 3.1 射出溶着法

 3.2 中間層を挿入した超音波溶着法

第3節 プラスチックの衝撃破壊機構と衝撃特性
1.衝撃破壊機構
2.材料要因と衝撃特性
 2.1 分子構造
 2.2 平均分子量
 2.3 高次構造
3.複合材料の衝撃特性
 3.1 ゴム(エラストマー)系ポリマーアロイ
 3.2 繊維強化材料
4.環境劣化と衝撃強度
 4.1 熱劣化
 4.2 加水分解劣化
 4.3 紫外線劣化

第4節 高分子材料の非弾性変形挙動と応力・ひずみ解析
1.実験方法
2.解析方法
3.高分子材料の非弾性挙動と数値解析結果
 3.1 単調圧縮
 3.2 繰返しひずみ
 3.3 曲げクリープ


◇ 第5章 熱による変形、収縮、軟化、膨張 ◇

第1節 高分子・複合材料の熱膨張メカニズムと低膨張化

第2節 プラスチック成形品のそり、変形メカニズム
1.プラスチックの劣化によるぜい性化の機構
 1.1 プラスチックの不安定破壊
 1.2.薬液劣化による高分子材料のぜい性化
2.ポリマーブレントによるタフネスの改善機構

第3節 熱応力・熱変形のメカニズムと解析
1.熱応力・熱変形のメカニズム
2.平板の熱応力・熱変形
3.円筒の熱応力
4.円板の熱応力
5.球の熱応力


◇ 第6章 絶縁破壊・劣化メカニズム ◇

第1節 高分子絶縁材料の絶縁破壊メカニズム
1. 絶縁破壊のメカニズム
 1.1 絶縁破壊電界の特性
 1.2 絶縁破壊の基礎理論の概観
 1.3 各破壊機構の理論
  -真性破壊
  -電子なだれ
  -ツェナ−破壊
  -純熱的破壊
2. 絶縁劣化のメカニズム
 2.1 絶縁劣化の概観
 2.2 電圧印加によって引き起こされる絶縁劣化
  -部分放電劣化
  -トリーイング(電気トリーと水トリー)
  -トラッキング
  -エレクトロケミカルマイグレーション(イオンマイグレーション

第2節 トリーイング劣化機構と高分子高次構造の影響
1. 高分子絶縁材料の熱的耐久性試験方法
 1.1 アレニウス則
 1.2 加速劣化試験
 1.3 温度指数(TI)と相対熱的耐久指数(RTE)
 1.4 寿命の評価に用いられる主な特性項目

2. 高分子絶縁材料の熱的耐久性の評価

第3節 フィラーによる高分子絶縁材料のトリー劣化

 


◇ 第7章 高分子材料の劣化解析手法 ◇

第1節 高分子材料の劣化による熱挙動への影響と熱履歴の推定法
1.試料
2.結果と考察
 2.1 DSC測定
 2.2 TG-DTA測定
 2.3 試料速度制御熱重量(SCTG)測定
 2.4 発生ガス分析

第1節 FTIR-ATRイメージング法による高分子材料の劣化浸食度分析事例
1. 高分子材料の劣化とFTIR分析
2. IRイメージング法
3. FTIRによる高分子材料表面の劣化分析事例

第3節 ルミネッセンス分光法による高分子劣化の解析
1.放射線による高分子の劣化
2.装置および実験の概要
3.ゴムのルミネッセンススペクトルの分析
 3.1 天然ゴム(NR)
 3.2 クロロプレンゴム(CR)
 3.3 エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)
4.ゴムのルミネッセンススペクトルのまとめ

第4節 耐候性ポリマーの劣化迅速評価
1.システム構成と基本原理
2.ポリスチレンの劣化評価への応用
 2.1 GP-PSの劣化評価への応用
  -揮発性の劣化生成物の分析とその生成メカニズムの検討
  -ベースポリマーの分析
 2.2 HI-PSの劣化評価への応用と従来の促進劣化試験結果との相関性
3. ポリカーボネートの劣化評価への応用
 3.1 ポリカーボネートの揮発性の劣化生成物の分析
 3.2 ベースポリマーの分析
  -EGA-MS法による分析

  -Py-GC/MS法による分析

第5節 高分子材料の耐久性評価技術
1.カルボニルインデックス
2.カルボニルインデックスを用いた屋外暴露試験
  2.1 試験方法
  2.2 カルボニルインデックスと気象データとの関係
  -CIと気温
  -CIと日射量
  -CIと日照時間
  -CIと水蒸気圧
 2.3 促進暴露との関係

第6節 高分子材料の温湿度環境下における信頼性試験
1.応力集中
2.樹脂の凝固(インサート成形品割れ)
 2.1 発生する現象
 2.2 発生メカニズム
 2.3 信頼性試験
3.樹脂の異常劣化(金属接触分解(俗称銅害))
 3.1 発生する現象
 3.2 発生メカニズム
 3.3 信頼性試験
4.ブリードによるヘヤークラック
 4.1 発生する現象
 4.2 発生メカニズム
 4.3 信頼性試験
5.環境応力割れ
 5.1 発生する現象
 5.2 発生メカニズム
 5.3 信頼性試験
6.耐湿絶縁劣化試験
 6.1 発生する現象
 6.2 発生メカニズム
 6.3 信頼性試験


◇ 第8章 高分子材料の破面解析手法 ◇

第1節 解析起点の見つけ方
1.PK/PAポリマーアロイ試料および試験片
2.PK/PAポリマーアロイの構造と機械特性
 2.1 PK/PAポリマーアロイのモルフォロジー
 2.2 PK/PAアロイ中のPKとPAとの相互作用
 2.3 乾燥吸湿PK/PAポリマーアロイの高次構造とダイナミックス
 2.4 乾燥,吸湿PK/PAポリマーアロイの衝撃特性と引張特性

第2節 プラスチックの強さと疲労特性・破壊試験方法
1.疲労現象と試験方法
2.疲労寿命とS−N曲線
3.疲労き裂発生と初期のき裂進展
4.疲労き裂進展挙動


◇ 第9章 高分子材料の変色事例 ◇

第1節 UV硬化樹脂の着色・濁り事例、発生要因
1.主要な着色の発生要因
 1.1 UV硬化樹脂の劣化と着色
 1.2 エポキシアクリレートの着色
 1.3 ウレタンアクリレートの着色
 1.4 特殊アクリレートの着色
 1.5 添加剤による着色
2.主要な濁りの発生要因
 2.1 UV硬化樹脂の劣化による濁り
 2.2 特殊アクリレートに含まれる塩による濁り
 2.3 ウレタンアクリレート合成触媒による濁り

第2節 PP材料の劣化・変色事例
1.PPの劣化と安定化
 1.1 劣化機構
 1.2 安定化機構
-フェノール系酸化防止剤
-リン系酸化防止剤
-イオウ系酸化防止剤
2.劣化変色現象と事例
2.1 劣化変色現象の分類
2.2 フェノール系酸化防止剤起因の劣化変色
  -暗所黄変
  -塩基性成分による変色の進行
  -フェノール系酸化防止剤と金属成分との反応
2.3 フェノール系酸化防止剤以外の成分による変色
  -無機抗菌剤起因の色
  -液体等の内容物との接触起因の変色
  -他の変色汚染問題

第3節 家電機器の変色事例とその評価
1.はじめに
2.プラスチック成形品の変色現象
 2.1 家電製品の経年劣化
 2.2 プラスチックの劣化変色原因
 2.3 変色の評価と対策
3.家電製品の変色事例と評価・対策
 3.1 溶剤ストレスクレージング,溶剤ストレスクラッキング
 3.2 食品による着色
 3.3 抗菌剤による着色
 3.4 ダンボール梱包による変色
 3.5 異種材料との接触による変色の評価・対策

 


◇ 第10章 光・熱による劣化事例 ◇

第1節 高分子材料の物性評価、劣化評価
1.ポリエチレンの光劣化機構と光劣化対策
 1.1 ポリエチレンの劣化要因と状態変化
 1.2 自動酸化反応とポリエチレンの劣化機構
 1.3 光劣化による構造変化と劣化誘導期間
 1.4 光劣化対策

第2節 高分子材料の紫外線劣化事例とその評価
1.紫外光の波長と光化学構造変化の効率
2.真空紫外光による直接的反応と光生成した 短寿命反応活性種を介した間接的反応
3.酸素分子への真空紫外光照射で生じる「活性酸素」
4.結果
 4.1 X線光電子スペクトル
 4.2 赤外全反射吸収スペクトル

第3節 透明樹脂の光劣化事例
1.透明樹脂の劣化
2.透明性低下
3.透明樹脂の変色劣化
4.透明樹脂の物性低下

第4節 UV硬化樹脂の劣化事例
1.熱酸化劣化と光酸化劣化
 1.1 熱酸化劣化防止剤の役割
 1.2 光酸化劣化防止:紫外線吸収剤と光安定剤の使い方

2.熱酸化劣化防止と光酸化劣化防止

第5節 ポリウレタンの熱・光劣化事例
1.ポリウレタンの構造と劣化因子
2.ポリウレタンの屋外暴露による劣化
3. ポリエステル系ウレタンの加水分解と微生物による劣化
4. ポリウレタンの疲労破壊
5.ウレタンローラーの動的条件下での蓄熱による劣化
6.ウレタン系歯付きベルトの劣化

第6節 ポリエチレンの劣化事例と長期耐久性評価
1.耐久性の評価について
2.温水浸漬試験
3.各種構造分析
 3.1 ミクロトーム分割による融解挙動と分子量の断面分布測定
 3.2 FT-IRによる添加剤分布分析
 3.3 ラマンによる結晶性分布分析

第7節 ゴム力学特性・劣化の評価と解析手法

第8節 バイオマスプラスチックの劣化事例と衝撃特性
1.分解促進剤を添加したポリプロピレンの劣化事例
 1.1 分解促進剤を添加したポリプロピレンの機械的物性
 1.2 分解促進剤を添加したポリプロピレンの構造分析

第9節 バイオベース樹脂の劣化事例
1.劣化の定義
2.生分解性バイオベース樹脂の劣化
3.非生分解性バイオベース樹脂の劣化
4.難燃機能を付与した時の劣化

第10節 太陽電池モジュールの封止材の劣化評価
1. EVA材料の初期劣化評価
 1.1 FT-IRによるEVAの化学構造変化の評価
 1.2 UV-Py-GC-MSによるEVAから発生する分解物の評価
2. 黄変劣化モジュールの評価第11節 樹脂製窓ガラスの劣化事例と長期耐候性評価

第11節 樹脂製窓ガラスの劣化事例と長期耐候性評価
1.樹脂ガラスの特徴と劣化機構
 1.1 樹脂ガラスの特徴
 1.2 黄変の機構
2.試験品と試験項目
 2.1 試験品 2.2試験項目
3.試験方法
 3.1 劣化促進の方法
 3.2 諸特性の評価方法
  -曲げ特性
  -シャルピー衝撃特性
  -落球衝撃特性
  -黄色度
4.結果と考察
 4.1 曲げ特性
 4.2 シャルピー衝撃特性  
 4.3 落球衝撃特性
 4.4 黄色度
5.長寿命化の可能性

第12節 樹脂レンズの光劣化事例と耐光性向上技術
1.ポリ塩化ビニルの特徴と用途
2.ポリ塩化ビニルの添加剤
3.油による軟質ポリ塩化ビニルの劣化
 3.1 油の種類とその使用環境
 3.2 軟質ポリ塩化ビニルの劣化に対する油の種類の影響
4.軟質ポリ塩化ビニルの耐油性に対する可塑剤の役割
5.劣化メカニズム
6.軟質ポリ塩化ビニルの耐油性劣化に対する対策

第13節 ガスバリアフィルムの劣化評価
1.ガスバリアフィルムの劣化評価の目的
2.代表的な評価試験
 2.1 伸長変形試験
 2.2 ゲルボフレックス試験
 2.3 屈曲試験
 2.4 耐ボイル/レトルト試験
3.粘土を用いたガスバリアの原理
 3.1包装フィルムの開発とガスバリア層の自己修復性の確認
 3.2耐熱絶縁膜の開発と長期耐久性

第14節 ハードコートの劣化事例と耐候性評価
1.屋外用途におけるハードコートの必要性
2.ハードコートの耐候性評価
3.耐候性試験におけるハードコートの劣化

第15節 接着剤の劣化事例とその評価
1.接着界面の劣化要因
 1.1 熱による劣化
 1.2 水(湿気)による劣化
 1.3 空気(酸素)による劣化
 1.4 光(紫外線)による劣化
 1.5 屋外暴露による劣化
 1.6 薬品類
 1.7 冷熱繰り返し試験
 1.8 複合サイクル試験
 1.9 疲れ強さ(疲労)およびクリープ特性
 1.10 高湿度下における応力負荷試験
2.接着界面の劣化と表面処理及び凝集破壊との関係

第16節 接着剤の劣化事例とその評価
1. 接着の劣化要因
 1.1 熱劣化
 1.2 光劣化
 1.3 機械劣化
 1.4 環境剤劣化
 1.5 微生物劣化
2. 接着の劣化とその評価
 2.1 接着の劣化機構の解析
 2.2 接着剤の促進劣化試験
 2.3 接着剤の耐候性試験
 2.4 促進劣化試験と実曝試験の相関性検討
  -木質集成材の耐久性試験における事例
  -ウエルドボンド用接着剤の促進試験と市場劣化の相関性事例

第17節 X線吸収分光法による有機半導体材料の酸化劣化解析

第18節 医療用プラスチックの劣化事例と安全性評価
1.安全性評価
2.医療用プラスチックスの劣化事例
 2.1 放射線滅菌によるプラスチックスの劣化
 2.2 オートクレーブ(高圧蒸気)滅菌によるプラスチックスの劣化
 2.3 薬品によるプラスチックスの劣化
 2.4 体内留置や埋込によるプラスチックスの劣化
 2.5 医療機器等のプラスチックス製包材の劣化



◇ 第11章 水劣化事例と加水分解解析 ◇

第1節 繊維/生分解性樹脂界面へ及ぼす加水分解の影響の評価

第2節 ポリウレタンの劣化・加水分解事例とその評価法
1.TPUの劣化・加水分解事例
2.促進試験による加水分解劣化
 2.1 外観の変化
 2.2 引張特性
 2.3 動的粘弾性特性
3.劣化・加水分解の評価法
 3.1 DSC測定
 3.2 X線回折測定
 3.3 パルス法NMR測定

第3節 ポリエチレンテレフタレートの加水分解解析
1.水溶媒中における加水分解
2.水蒸気を用いた加水分解
3.酸触媒添加による加水分解
4.アルカリ触媒添加による加水分解


◇ 第12章 熱による劣化・変形・反り事例 ◇

第1節 パワーデバイスパッケージの熱劣化と信頼性試験
1.封止樹脂の役割
2.パワーデバイスパッケージの試験方法
3.エポキシ系半導体用封止樹脂の信頼性
4.シリコーンゲル封止樹脂信頼性
 4.1 温度負荷信頼性
 4.2 絶縁信頼性
 4.3 絶縁信頼性

第2節 シリコーン樹脂被覆光ファイバの熱劣化事例と耐熱性向上
1.光センシグと耐 熱光ファイバ
2. 紫外線硬化型シリコーン(UVS)樹脂
 2.1 樹脂設計
 2.2 評価用サンプルの作製条件
 2.3 樹脂 物性価結果
3. 紫外線硬化型シリコーン
4.金属管ケーブル試作結果

第3節 電力機器用エポキシ樹脂の熱劣化事例と耐サーマルショック性向上
1. 電力機器用エポキシ樹脂における耐サーマルショック性の重要性
 1.1 大型エポキシモールド機器
 1.2 高温短時間硬化
2. 耐サーマルショック性の向上を図る材料設計
 2.1 線膨張係数の低減手段
 2.2 弾性率の低減手段
3.耐サーマルショック性評価方法
4.熱応力低減による耐サーマルショック性の向上
 4.1 線膨張係数の低減化アプローチ
  -ベース樹脂
  -低線膨張フィラー
  -フィラー配合量
  -溶融石英配合樹脂の線膨張係数

第4節 半導体パッケージ品の応力評価
1.ラマン分光法による応力評価原理
2.ラマン分光装置
3.試料前処理
4.測定事例
 4.1 Si基板中のクラック
 4.2 ダイシング加工に由来する応力
 4.3 ICチップの局所応力
 4.4 トレンチIGBTの応力
 4.5 4段積層MCMチップの応力評価

第5節 多層基板の熱変形挙動の予測およびそのパッケージの反り解析
1. 評価用基板とその構成材料の物性値
 1.1 評価基板の構成
 1.2 基板構成材料の物性値
2. 評価基板の見かけのCTEの解析方法
 2.1 基板の銅配線のモデル化
 2.2 適切なメッシュサイズの決定
 2.3 評価基板の見かけのCTEの解析結果および考察
  -弾性解析
  -粘弾性解析
3. Flip chipパッケージの反り解析へ適応

第6節 電子機器,OA機器 の燃焼事例
1.電子機器に用いられる部材とその燃焼性
2.各規格
 2.1 電線ケーブル
 2.2 事務機器
 2.3 半導体封止材料
 2.4 規制の現状
3.発火事例

 


◇ 第13章 腐食による劣化事例 ◇

第1節 電子部品用粘接着材料のガスによる劣化事例と信頼性評価
1.環境ガスによる電気部品のコロージョン
2.接着剤・粘着剤を含むゴム部品等からの硫化ガスの影響評価
3.JIS Z 0237:2009 粘着テープ・シート試験方法に準拠した圧着& 粘着力試験装置
4 .電子部品の加速寿命試験

第2節 ふっ素樹脂塗料の劣化事例と耐候性評価
1.イソシアネートの保護作用の検討
2.分子量変化の検討:海上暴露後の分子量分布変化と主鎖切断
3.耐酸性雨の検討
4.ラジカル発生率の検討
5.アクリルブレンドによるふっ素含有量(ふっ素コンテント)と耐候性の低下
6.長期屋外暴露防食仕様テストピースによる上・中塗り塗膜膜厚減耗度の検討
7.実際構造物によるLCC低減効果と省資源の検討


◇ 第14章 表面外観不良事例〜ブリード,白化,クラック,傷〜 ◇

第1節 ポリプロピレンフィルムのブリードアウト事例と挙動解析
1.2段階移行モデル
2.添加剤のブリード実験
 2.1 試料
 2.2 サンプル調製とブリード成分の定量
3.2段階移行モデルを用いたブリード解析
 3.1 スリップ剤のブリード解析
 3.2 UV吸収剤のブリード解析
  -MDを用いた飽和溶解度の評価
  -MDを用いた拡散係数の評価

第2節 塗装系の腐食劣化挙動解析と影響要因
1.「初期〜欠陥発生まで」の劣化に及ぼす影響要因
2.「欠陥発生〜錆ふくれの進展」の劣化に及ぼす影響要因

第3節 自動車樹脂材料の劣化事例 〜バンパーのしましま模様〜
1.実験
2.結果と考察
 2.1 成形品に発生するフローマーク
 2.2 紫外線照射で生じるストライプ状劣化
 2.3 熱処理で発生するストライプ状劣化
 2.4 PP/ゴム系ブレンドの縞模様状の外観不良と高次構造の周期的揺らぎ、および蛇行流動の痕跡

第4節 ポリカーボネートのソルベントクラック破面事例写真
1.クラック発生現象
2.クラック発生原因
3.対策

第5節 高分子材料の表面破壊事例とその評価
1.スクラッチ試験法(ISO 19252:荷重増分法)
2.スクラッチ特性の定量評価事例
 2.1 傷発生荷重
  -スクラッチ速度の影響
  -分子量の影響
  -射出速度の影響
 2.2 損傷部の累積明度差

第6節 塗膜の乾燥不良事例〜クラック、密着不良〜
1.VF(viscos finger)変形
2.ピンホール
3.表面硬化層へのインデント
4.ポッピング
5.微細パターン剥離
6.表面硬化層
7.界面の微細空孔 (vacancy)
8.ナノマニピュレーション
9.原子間力顕微鏡力(AFM)による付着性試験
10.表面エネルギーによる破壊
11.ナノ粒子の凝集

 


◇ 第15章 破壊評価事例と破断面解析 ◇

第1節 高分子複合材料の力学特性、微視構造と損傷・破壊特性との関連性
1.極低温における織物ガラス―エポキシ積層材料の損傷・破壊特性評価
2.カーボンナノコイル/エポキシ樹脂複合材料の物性予測と損傷特性評価

第2節 プラスチック材料の衝撃特性試験と事例
1.材料と試験片
2.試験方法
3.結果と考察
 3.1 ポリプロピレンの特性
 3.2 アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン供重合体(ABS)の特性
 3.3 ポリカーボネートの特性
 3.4 衝撃試験後の破断面の観察

第3節 高速引張試験による衝撃特性評価
1.実 験
 1.1 試験片
  -PETフィルムおよびOPPフィルム
  -HDPE/LLDPEフィルム
  -試験片作製
 1.2 熱接合装置と接合条件
 1.3 はく離試験
 1.4 SEM観察
2. 結果および考察
 2.1 LLDPE添加HDPEフィルムの熱接合
 2.2 イージーピール用PETフィルムの熱接合

第4節 エポキシ樹脂と鋼材からなる粘弾性積層はりの硬化過程における反り変形挙動
1.積層はりと供試材料
2.実験による積層はりの反り変形
3.数値解析による反り変形予測
 3.1 有限要素解析
 3.2 熱粘弾性数値解析
 3.3 反り変形量の実験値と数値解析値

第5節 硬化収縮および熱収縮を考慮した積層体の反り変形予測理論と実験
1.熱粘弾性解析の基礎理論
2.硬化反りを求める簡易予測式
 2.1 簡易予測に用いる樹脂の硬化特性
 2.2 簡易式による算出方法
3.反り変形の実験
 3.1 エポキシ樹脂の発熱温度
 3.2 積層体の残留反り変形量

4.硬化および熱変化を伴う反り変形の理論予測

第6節 エポキシ樹脂と鋼材からなる粘弾性積層はりの反り変形硬化収縮ひずみの解析
1.理論的検討
 1.1 エポキシ樹脂の簡易モデル
 1.2 熱収縮で生ずる圧縮ひずみの簡易予測式
 1.3 硬化収縮で生ずる圧縮ひずみの簡易予測式
2.実 験
 2.1 積層はりと実験手順
 2.2 ひずみ計測法
3.積層はりに生ずるひずみの理論的考察
 3.1 硬化過程で生ずる実験ひずみ
 3.2 積層はりの圧縮ひずみの同定
 3.3 各種ひずみの寄与率

第7節 プラスチック破面形態の破壊速度依存性

第8節 カーボンナノチューブ/アルミナ複合材料の破面構造観察
1. MWCNTのクラッブリジング挙動特性評価
2. 複合材料の機械的特性に及ぼす破壊形態の影響

第9節 フラクトグラフィによるCFRP複合材料の界面の機械的特性
1.界面強度の時間依存性
 1.1 実験方法
 1.2 試験結果と観察結果
 1.3 応力―ひずみ線図
 1.4 時間依存クリティカルポイント応力
 1.5 時間依存の界面強度
2.界面強度の温度・時間依存性
 2.1 実験方法
 2.2 実験結果と破面観察
 2.3 粘弾性有限要素解析
 2.4 温度・時間依存の界面強度

第10節 炭素繊維強化複合材料の非破壊評価事例
1.CFRP積層板内部に進展した損傷観察
 1.1 軟X線探傷法
 1.2 超音波探傷法
2. CFRP積層板端面で成長した損傷観察
 2.1 光学顕微鏡法
 2.2 レーザー顕微鏡法
 2.3 原子間力顕微鏡法

第11節 CFRP複合材料の破壊プロセスとフラクトグラフィ
1.劣化の分析法概要
2.熱的負荷によるFRPの劣化事例
3.吸水によるFRPの劣化事例

第12節 一方向CFRPの静的強度の時間および温度依存性の定式化
1.樹脂のクリープコンプライアンスおよび静的引張強度のマスター曲線
2.一方向CFRPの静的強度のマスター曲線
3.一方向CFRPの静的強度におけるマトリックス樹脂の役割

第13節 ポリプロピレンフィルムの引張り試験における変形過程の観察
1.試験方法
 1.1 偏光顕微鏡を用いた球晶変形の観察方法
 1.2 フィルム状試験片の作製方法と熱処理による球晶サイズの変化
2.変形の評価方法
 2.1 デジタル画像相関法に基づく変形分布の評価方法
 2.2 ひずみ分布の評価方法
3.ポリプロピレンフィルムの引張り変形

4.ひずみ分布の変化

第14節 CFRPの破断挙動とその温度依存性

第15節 バイオマスプラスチックの衝撃特性の評価
1.PLA/PBATポリマーアロイ材の引張特性および破面観察

第16節 特殊変性液状エポキシ樹脂硬化物の破壊靭性評価
1.K1Cと変性率およびAFM観察結果の関係
2.引張伸度と変性率およびSEM観察結果の関係
3.温度分散E’およびtan δ特性およびTgと変性率の関係

第17節 ガス機器プラスチック成形部材の耐環境応力割れ事例
1.プラスチックの耐環境応力割れへの取り組み
2.ガス機器プラスチック成形部材の耐環境応力割れ事例
3.健全なプラスチック成形部材のために


◇ 第16章 接着界面の破壊・剥離事例 ◇

第1節 走査型電子顕微鏡による高分子接着界面の剥離面解析事例
1.異種高分子界面の厚みと破壊面の相関
2.接着剥離表面の高分解能SEM観察?ナノフィブリル構造
 2.1 異種高分子対の接合破面
 2.2 高分子界面における分子鎖絡み合い構造の解析-ナノフラクトグラフィー
 2.3 ブロック共重合体による界面強化と接着破面の相関

第2節 接着層における組合せ応力状態と破面との関係の解析
1.スカーフ接着継手および突き合せ(バット)接着継手の2次元応力解析
2.スカーフ接着継手および突き合せ(バット)接着継手の3次元応力解析
3.スカーフおよびバット接着継手の降伏および破壊条件
4.スカーフおよびバット継手の接着層における
応力状態とSEMによる破面形態との比較検証
 4.1 接着継手の引張試験結果のまとめと本項の目的
 4.2 接着層破面の外観
 4.3 SEMによる接着層破面の観察結果

第3節 接着・接合部のレジン割れ、寿命解析

第4節 粘着剤の剥離事例と解析法
1.剥離過程中の粘着剤の変形挙動と粘着剥離仕事
2.粘着剤の伸長大変形特性と延伸―回復挙動
3.剥離シミュレーションの手法

第5節 粘着剤の破面解析事例
1.剥離力の剥離速度依存性
2.領域Bにおける非単調性の出現・トンネル構造
3.粘着テープ剥離における装置剛性の影響

第6節 接着剤層の破面解析
1. 材料および実験方法
 1.1 エポキシ樹脂への微細polymer繊維添加方法
 1.2 微細polymer 繊維添加平織CFRP の製作工程
 1.3 引張‐引張疲労試験
 1.4 モードU布間破壊じん性試験
2.結果および考察
 2.1 微細polymer繊維の添加が平織CFRPの疲労寿命に与える影響
 2.2 微細polymer繊維の添加が平織CFRPのモードU布間 破壊じん性値に与える影響

第7節 樹脂-金属界面の密着強度の評価
1.密着強度の劣化に関する材料設計の課題
2.材料選定における高効率化の課題
3.樹脂との密着強度が熱劣化しにくい金属を選定する解析モデル
4.分子動力学法による密着強度および熱劣化耐性の解析手法
5.タグチメソッドによる直交表を用いた感度解析の方法
6.密着強度の感度についての解析結果
7.材料選定指針および結果の考察
8.実験との比較
9.劣化耐性を向上させる材料選定シミュレーションのまとめ

第8節 ゴム・金属複合製品の接着破壊面観察
1.ゴムと金属の接着3)
2.真鍮(ブラス)めっきスチールコードとゴムの接着系
3.亜鉛めっきコードとゴムの接着系
4.接着剤接着

第9節 ワイヤボンディングにおける接合界面の解析事例
1.結晶組織解析と力学特性評価
2.強制剥離観察
3.溶解除去観察

第10節 バックシートとEVAの接着面と剥離性評価
1.太陽光発電モジュールの構成概要
2.バックシートの概要
3.EVA樹脂の概要
 3.1 接着性評価試料と試験条件
 3.2 接着性試験結果と検討
4.保護フィルムととEVA樹脂の接着性評価

 

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