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架橋フェノール樹脂の物性評価[住友ベークライト株式会社様]

全原子分子動力学（Full-Atomistic MD）を用いて、フェノール樹脂の架橋構造と物性の関係を評価しました。直鎖状オリゴマーの架橋反応により構造を作成し、架橋度70%、82%、92%の3種類について検討しました。架橋度が高いほどガラス転移温度が上昇し、応力-ひずみ特性にも明確な架橋度依存性が見られました。
解析・利用例のポイント
  • 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
  • 複雑な３次元構造のモデリング
  • 反応率と材料特性との関係

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

フェノール樹脂の架橋反応モデルが示されています。直鎖状オリゴマー（9量体）を用いて、架橋度70%、82%、92%の3種類の構造を作成し、全原子MDで評価を行う準備が示されています。

Cross-linking reaction model of phenolic resins

複雑な３次元構造のモデリング

フェノール樹脂の架橋反応のシミュレーション結果が示されています。架橋度の違いによる構造形成の様子が視覚的に確認できます。

Simulation of crosslinking reaction

反応率と特性との関係

架橋度ごとの比容積変化が示されており、ガラス転移温度（Tg）が架橋度の上昇に伴って高くなる傾向が確認されます。これは分子運動が架橋によって抑制されることを示唆しています。

Change in specific volume: 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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