球状のシリカ粒子を充填したエポキシ樹脂の引張強度とアコースティックエミッション (AE) 特性に及ぼす粒子のサイズや表面処理の影響を検討した。粒子は平均径6～31μmの4種類のものを用い, 充填量は70 wt%である。シランカップリング剤あるいはシランデカップリング剤により粒子/樹脂界面の接着性をそれぞれ向上あるいは低下させる処理を行い, 粒子をそのまま用いた未処理の系と比較した。粒子サイズの増加に伴って引張強度は低下したが, AE発生は逆に増加した。界面を接着性を向上させた系の引張強度は未処理の系より高く, 接着性を低下させた系は逆に未処理の系より低かったが, AE発生は両方の処理の系ともに未処理の系より著しく少なかった。試験片の破壊表面の走査型電子顕微鏡観察からこれらの原因を考察した。

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フェノール樹脂廃棄物を窒素雰囲気下, 600℃で2時間加熱処理し, 低沸点分を分別して得られた分解液を用いてエポキシ化合物の合成を行い, その硬化物の物性について検討を行った。分解液の収率は約10～20 wt%であり, ノボラック型である木粉・フェノール樹脂廃棄物の分解液の主成分はフェノールおよびメチルフェノール誘導体であった。レゾール型である紙・フェノール樹脂廃棄物の分解液には, それら以外にカルボニル化合物を含む高分子量化合物の存在が認められた。分解液のエポキシ化物は単官能であるため, 汎用液状エポキシ樹脂にブレンドした樹脂の硬化物について動的粘弾性および接着強度の測定を行った。分解液をエポキシ化することにより, その硬化物は分解液をそのまま混合した樹脂の硬化物より高い高温弾性率, Tgを示した。また, ブレンド樹脂でのエポキシ化物の配合量を増やすと, 硬化物の網目鎖の運動性が増加するため, 高温弾性率, Tgは低下した。さらに, ブレンド樹脂の硬化物は汎用液状エポキシ樹脂硬化物より高い接着性を示した。

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近年, 熱硬化性樹脂廃棄物のフィラーとしての利用が提案されている。
しかしながらフェノール樹脂は不活性ガス雰囲気, 高温下で約50 %のガラス状カーボンを生じる。本研究では, カーボン前駆体をフェノール樹脂廃棄物の熱分解物から得て, カーボン焼成体の特性について検討を行った。カーボン前駆体は窒素ガス中, 600℃で得た。そしてボールミルを用いて粉砕し, 粉末化した。カーボン前駆体の成形にはプレスバインダとしてフェノール樹脂を用いて行い, 窒素ガス中で800～2,000℃の温度下で焼成を行った。テストピース焼成体の曲げ強度はバインダの添加量が増加するにつれて上昇し, 電気抵抗値は低下した。焼成温度1,500℃, バインダ添加量20wt%の焼成体において曲げ強度は20MPaを示し, 電気抵抗値は0.01Ωcmであった。焼成体はカーボン多孔体として有用なものであることが明らかになった。

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アミド化合物とグリシジルエーテル型エポキシ化合物の反応および全芳香族ポリアミドとエポキシ樹脂の反応について検討した。アニリド類, N-メチルアミド類とフェニルグリシジルエーテル (以下, PGEと略記) の反応を比較するとアニリド類の反応率が高い。アニリド類とPGEの主反応は, アミド基のC-N結合にエポキシ基が挿入する反応 (以下, 挿入反応と略記) であった。また, この挿入反応は, 触媒にイミダゾール類を用いた時に最も高くなった。
次に, 全芳香族ポリアミドと二官能エポキシ樹脂 (以下, PA-EPと略記) との反応では, PA-EP反応生成物のIRスペクトルから, 挿入反応を確認した。PA-EP反応生成物はPA単体より, Tgが高くなり, ゴム領域の弾性率も高くなったことから, PAがEPで挿入反応により橋かけされることがわかった。

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ポリアミドアミン硬化エポキシ樹脂の熱酸化分解挙動の解析をTG-DAT-FTIR同時測定法により検討したところ, TG-DATの熱重量微分曲線 (DTG) と示差熱曲線 (DTA) による熱酸化分解挙動がFTRによる全発生ガスのプロファイルと良く一致した。また, 発生ガスの主成分は水蒸気と炭酸ガスであり熱酸化分解反応の初期過程 (200℃～300℃) ではアンモニア, 一酸化炭素, 有機ガスの発生が認められた。
なお, TG-DAT-FTIR同時測定法はTGで測定する質量変化とDTAで測定する熱量変化に加えてFrIRで発生ガスのプロファイルと組成変化を同時に分析する解析手法であり, エポキシ樹脂の熱分解過程を解析する有効な分析方法である。

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