ピレンとp-キシリレングリコールジメチルエーテル (PXDM) を反応させた後, フェノールを反応させることによりピレン構造を有するフェノール樹脂 [2] を合成し, さらに [2] のエポキシ化反応を行うことにより, ピレン構造を有する新規なエポキシ樹脂 [3] を得た。 [3] のフェノールノボラックによる硬化で得られる硬化物の物性と, アントラセン構造を有するエポキシ樹脂 [5] およびビスフェノールA型エポキシ樹脂 (Bis-EA) の硬化物の物性とを比較した。エポキシ当量から判断して [3] が最も低い架橋密度を与えると考えられたが, [3] の硬化物はBis-EA硬化物より高いガラス転移点 (Tg) を有し, かつ大幅な低吸水性を示した。また, 示差熱重量測定での窒素気流下、700℃における重量保持率は37.6wt%であり, [5] およびBis-EAの硬化物に比べて高い値を示した。これらの挙動はピレン構造の高い芳香族性に起因するものと考えられる。

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樹脂成形品の信頼性向上のため攪拌因子と品質特性との関連を検討することを目的に攪拌実験を行った。攪拌装置には標準的な円筒平底攪拌槽と6枚平羽根パドル翼を採用し, 攪拌を律する主因子である攪拌翼回転速度と攪拌時間の2因子をとりあげた。樹脂には不飽和ポリエステル樹脂を用い, 硬化開始剤と促進剤を混合する過程で生じるバラツキに着目し, 攪拌槽内部で硬化させて全体としての平均的品質と局所的品質とをガラス転移温度 (Tg) により評価した。
その結果攪拌操作により, 一般に平均的品質は向上するが, 攪拌条件によっては攪拌槽内の樹脂および硬化開始剤の流動状態に差を生じ局所品質の不均一が発生することを確認した。さらに樹脂の流動状態を数値解析によりシミュレーションしたところ翼回転速度と攪拌時間による影響から渦流の存在など混合不良による不均質領域の発生が認められた。そこでガラス製の円筒槽を使用し攪拌混合過程の可視化実験を行ったところ, シミュレーション結果およびTgによる品質の分布状態とよい一致を示した。樹脂成形品の品質が攪拌操作にも起因することから攪拌条件を解析評価することが樹脂成形品の信頼性向上に寄与すると考える。

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フェノール/ホルムアルデヒド/NaOHのモル比1/2/0.2でフェノール樹脂 (PF) を合成し経時的にサンプリングを行った。それぞれのサンプルを¹³C-NMR, DSCを用いて分析してレゾールの構造を調べ, さらにそれらの樹脂を用いて作成した3ply合板の接着強度を測定して, 樹脂の構造がどのように接着強度に反映するかを調べた。¹³C-NMRおよびDSC測定の結果より, PFの素反応の反応性は, P-メチロール化>o-メチロール化≧p-pメチロール基間で起こるメチレン結合の形成>o-pメチロール基間で起こるメチレン結合の形成≧p-メチロール基と未置換p-位との間のメチレン結合の形成≧p-メチロール基と未置換p-位との間のメチレン結合の形成>p-メチロール基と未置換o-位との間のメチレン結合の形成≫o-oメチロール基間でのメチレン結合の形成>o-メチロール基と未置換o-位との間のメチレン結合の形成の順であると推定された。接着強度は合成反応時間が10～20分までは緩やかに上昇し, 30分経過すると急激に上昇した。しかしその後40分で一旦減少し, ゆっくり回復してからほぼ一定となった。

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共沸組成のエタノール水溶液から水を選択的に透過する膜素材として四級化キトサンに着目し, これを両末端にカルボキシレート基を有するポリエチレンオキシジグリコール酸 (PEO酸) とのポリイオンコンプレックス形成で架橋した四級化キトサン膜を調製し, この膜のエタノール水溶液の透過分離特性について検討した。その結果, PEO酸による四級化キトサンの架橋は, 膜の親水性度を向上し, 膜内への水分子の溶解性を増大し, 水選択透過性を向上した。また, PEO酸の含有量を変化させると, 膜の化学的性質の一つである膜の親水性度, 膜の物理的性質の一つである膜密度が変化し, 膜の透過分離特性に著しい影響を及ぼすことが明らかとなった。さらに, 水選択透過性の機構を明らかにするため, 溶解-拡散モデルによる透過分離特性の解析を行った。

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エポキシ樹脂は, 絶縁材料として使われる場合にはインサートとなる電極や半導体チップを埋め込んだ構造となり, 熱膨張差に起因する熱応力を必然的に受ける。本研究では, 比較的単純な形状のインサートを埋め込んだエポキシ樹脂試験片を作製して熱衝撃を与え, インサート形状および界面接着に着目してその破壊形態と発生頻度を検討した。埋込材の形状により大きく2種類の破壊形態が観察された。埋込材の形状が丸形のとき円筒型の, また角形のとき対角線型のき裂進展となる。これらは異なる破壊寿命分布すなわち故障モードを示しており, 異なる破壊の機構をとっていると考えられる。また, 界面の接着を変えても同じ2種類の破壊形態が見られ, 同じ円形埋込材でも接着を良くすると円筒型, 悪くすると対角線型のき裂進展となる。

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ホルムアルデヒド縮合系樹脂の化学構造, 分子種及び分子量分布等に関する研究は機器分析法の進歩につれて進展してきた。未硬化樹脂については特に平均樹脂構造, 分岐構造, 共縮合樹脂の化学構造等のキャラクタリゼーションが進展した。また硬化樹脂についても研究が進んでいる。キャラクタリゼーションの手法としては他の機器分析法と共にCP/MAS-¹³C-NMR及FD-MSも有用であり活用されている。本報ではこれ迄の発展を簡単に述べ, また主として1980年以降の文献について概説する。

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