抄録
フェノール樹脂ナノコンポジットを固形レゾールと有機ベントナイト（MMT）から作製し，その構造および物性を検討した。まず，加熱ロールを用いた溶融混練法によりMMT を固形レゾール中に微分散させるための最適条件を検討した。その結果，混練工程で最も強いせん断応力が期待され，かつ，レゾールのゲル化の心配が少ない条件として，90℃で 15 分間溶融混練して成形材料を作製した。次に，成形材料のゲル化過程での溶融粘度の経時変化を検討した。その結果，固形レゾール／ MMT からなる成形材料の溶融粘度はレゾール単独よりも若干高く，MMT 含量が 5phr の成形材料の溶融粘度が最も高かった。また，170℃に達した後，約 5 分後にゲル化反応の開始により溶融粘度の上昇が始まり，いずれも約 20 分後にゲル化した。この結果から成形時間は 20分とした。次に，MMT 単独および固形レゾール／ MMT（3 ～ 5phr）からなる成形材料を硬化させたコンポジットの構造を検討した。コンポジットの XRD 測定の結果，コンポジットは MMT の含量に関係なく，MMT 単独の結晶ピークが消失し，低角側にピークがシフトし，Bragg の式から算出した MMT 単独の層間距離が 18.4Åであったのに対し，コンポジット中の MMT の層間距離は約 41Åまで広がった。このことから，コンポジット中の MMT の層間にフェノール樹脂が入り込み，MMT の層間距離が広がったことが示唆された。また，コンポジットの TEM 観察の結果，約 1 μm の MMT の凝集が若干観察されたが，MMT 含量に関わらず MMT の層間にフェノール樹脂が入り込み，MMT がナノメーターオーダーで分散していることがわかった。さらに，コンポジットの諸物性を検討した結果，引張強度は MMT 含量が 4phr で極大値を示し，フェノール樹脂単独の硬化物と比較して約 30％向上した。この原因として，フェノール樹脂が MMT の層間に挿入することにより，界面接着面積が増え，応力集中を緩和させる効果があったためと考えられた。また，曲げ強度もフェノール樹脂単独と比較して約 10％，荷重たわみ温度も約 10℃上昇した。
