ポリイミド系複合材料向け高分子シランカップリング剤の調製と応用

本研究では、高分子シランカップリング剤(MSCA)3種を新規に合成し、高性能繊維強化ポリイミド(PI)複合材料の開発に貢献する。合成されたMSCAは、従来のカップリング剤の加工性の悪さを改善し、優れた熱安定性(10%重量減少温度462~543.3°C)と良好な有機溶媒への溶解性を示す。従来の低分子シランカップリング剤(KH550)と比較して、MSCAは複合材料の界面特性を大幅に向上させ、引張強度を平均11.0%、曲げ強度を平均9.8%増加させた(KH550ではそれぞれ3.9%、4.0%)。走査型電子顕微鏡(SEM)分析により、MSCAが繊維への樹脂接着性と繊維・樹脂の相溶性を改善することが示された。さらに、ポリマー鎖の拡散と絡み合いにより、複合材料のT5、T10、ガラス転移温度が最適化された。本研究は、高性能ポリイミド複合材料における界面設計の実現可能な戦略を提供する。