2020年度 研究室紹介
山形大学大学院有機材料システム研究科
高分子複合材料研究室
複合材料とは?
(1)二つ以上の材料を組み合わせて作製された材料である．(2)構成材料は原子的に溶け合っているのではなく，互いを分け隔て
る界面（あるいは界面層）を有する．
(3)材料を組み合わせることで単体では得られない特性が付与された
材料である．
金属セラミクス
研究室の目的
高分子複合材料の特性を左右するパラメータ
• 材料の組合せ
(どの材料を使うのか？)
• 組成比(何対何？)• 成形方法(混ぜ方は？作り方は?)• 成形条件
(温度，時間，速度は？)
一般論を構築し，経験則による材料設計からの脱却を目指す．
当研究室の特徴
(1)複合材料を【創る】から【測る】までを一貫して行う．
物性評価射出成形
当研究室の特徴
(2)少量・短期間で検討できる．
必要量/サンプル
2～5 kg
0.1 kg
混練時間/サンプル
120min
必要量は通常の1/20～1/70混練時間は1/3成形時間は1/2
必要量/サンプル
2～5 kg
0.03 kg
成形時間/サンプル
0.5min
当研究室の特徴
(3)多種多様な解析ができる．
物性評価理論解析
解析モデルの構築(物性発現メカニズムの解明)
解析モデルを用いた各特性の定量化
組成設計へフィードバック
弾性係数(弾性率，ポアソン比)強度(降伏開始応力)相互作用力(毛管力，分子間力など)破壊じん性…etc.
研究成果事例｜高分子の力学特性評価
3点曲げ試験による弾性特性解析
Ef:曲げ弾性率
曲げ強さ，曲げ弾性率，成形加工温度
縦弾性係数とポアソン比を理論的に導出できる．＝弾性係数を推定できる．
従来の方法(ひずみゲージ法，超音波法)よりも簡易・簡便で精度の高い手法
本山雄生, 高山哲生, 成形加工シンポジア’19, 2019.
研究成果事例｜高分子複合材料の力学特性評価
ウエルド部の強さ＝①熱残留ひずみ＋②単繊維相互作用力
＋③繊維間相互作用力
T.Takayama, Mechanics of Materials, vol.136, 2019.森靖弘, 高山哲生, 成形加工シンポジア’19, 2019.山岸佑輝, 高山哲生, 成形加工シンポジア’19, 2019.
例) PP/GF 繊維含有率30wt％
研究成果事例｜材料開発①PSブレンドによるPPの破断伸び改善
高山哲生, 本山雄生, 成形加工年次大会, 2019.
研究成果事例｜材料開発②
透明で成形加工性に優れるPC系ブレンドPC：高粘度・強靭PS：低粘度・脆性
PC/PS：低粘度・脆性⇓ クレイ分散PC/PS/Clay：低粘度・強靭
ナノフィラーによる相容化
今野優太, 高山哲生, 成形加工シンポジア‘19, 2019.
共同研究成果｜①ポリマーブレンド
新規反応性添加剤によるPC/ABSの相容化→ 特許登録
・登録番号（ 6698550 ）
共同研究成果｜②リサイクル
リサイクル関連会社との共同研究2020年3月NHK山形にて放送
成形加工メーカーとの共同研究2017年10月米澤新聞に掲載
研究室の体制教育
• コアタイム10：00～17：00(一応)
• 中間発表(夏，冬 2回)• 社会見学(国際プラスチック展(IPF)，高機能プラスチック展など)• 読書会(週1回，1時間)
• 学部生：どんな本でも可能(教科書，論文など)• 大学院生：英語論文のみ．終了後，高山に内容を報告する．
どんな学生に来てほしいか？
• 自分でいろんなモノを創ってみたい(2019年度 実績学部生：平均35種，修士学生：平均130種)
• 手を汚すことに抵抗がない(作業服が必須)• 朝，ちゃんと起きられる(時間を無駄にしない)
• 高分子複合材料は今からの社会を支える基盤材料の1つです．
山形大学から社会に貢献できる複合材料を発信していきましょう！
• 興味のある方はこちらへ
• 高山連絡先居室：6号館1階6-119
Tel：0238-26-3085E-mail：t-taka@yz.yamagata-u.ac.jp
• 高山研究室HPhttp://composite.yz.yamagata-u.ac.jp/