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OCT 27, 2020

熱物理的特性を予測するためのポリシアヌレート類の分子モデリング

講演者:
レヴィ・ムーア博士
米国空軍、空軍研究所 航空宇宙システム局、エドワーズ空軍基地

要旨:
ポリシアヌレートは、航空宇宙分野における高性能用途で、高温用複合材料の樹脂成分として広く利用されてきた。その高いガラス転移温度と低い吸水率は、この材料の最も有益な特性の2つである。しかし、水がこの系内でどのように存在しているかについてはほとんど知られておらず、吸水率は低いものの、水分を吸収した部品が急激な温度上昇にさらされると、破損が生じる可能性がある。 モデリングとシミュレーションは、吸水メカニズムの分子レベルの詳細を解明し、システムの吸水を低減する配合や化学構造の改善につながる可能性があるが、それはモデルが実験系を現実的に再現している場合に限られる。シミュレーションモデルを現実的に構築するための2つの架橋メカニズムを評価し、より適切なメカニズムを用いて、様々なポリシアヌレート化学構造を持つ系を調製した。 密度や熱膨張係数といったシミュレーションによる熱物理的特性は文献値とよく一致し、Tgおよび吸水量のシミュレーション結果も、補正後に文献値と整合性が確認された。半径分布関数(RDF)解析によると、吸着した水分子は、水分子が凝集すると仮定されていたブリッジヘッドではなく、フェノール触媒の周囲、未反応の鎖末端、トリアジン架橋部など、自由体積が豊富な場所に凝集する傾向があることが示された。