Effects of -ray irradiation on a cyanate ester/epoxy resin

シアネートエステル/エポキシ樹脂の線照射効果

出崎 亮; 上地 宏樹*; 羽倉 吉彦*; 岸 肇*

Idesaki, Akira; Uechi, Hiroki*; Hakura, Yoshihiko*; Kishi, Hajime*

J-PARCやITERに設置される超伝導磁石システム用電気絶縁材料として応用が期待されているシアネートエステル/エポキシ樹脂について、室温真空中において100MGyまでの線照射を行い、物理化学的特性や機械的特性に及ぼす放射線照射の影響を調べた。その結果、線照射後、水素,一酸化炭素,二酸化炭素のガスが発生すること、樹脂のガラス転移温度が初期値の80%である180Cまで低下すること、曲げ強度が初期値の90%である170MPaまで低下することが明らかになった。また、核磁気共鳴法による分子構造解析の結果、シアネートエステルとエポキシの間での架橋構造を構成するシアヌレート,イソシアヌレート,オキサゾリジノン骨格に結合するエーテル鎖が切断されていることが分かった。以上のことから、シアネートエステル/エポキシ樹脂の放射線劣化は、シアネートエステルとエポキシの間で形成される架橋構造におけるエーテル鎖の切断に起因することが明らかになった。

Effects of -ray irradiation on a cyanate ester/epoxy resin composed of dicyanate ester of bisphenol A (DCBA) and diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) was investigated by changes in physicochemical and mechanical properties after the -ray irradiation with dose of 100 MGy as maximum at ambient temperature under vacuum. After the irradiation, gases of hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide were evolved, glass transition temperature decreased, and flexural strength also decreased. It was concluded that ether linkages bonded to cyanurate, isocyanurate and oxazolidinone structures are mainly decomposed by the irradiation. After 100 MGy irradiation, the flexural strength of DCBA/DGEBA was maintained more than 170 MPa which is 90% of initial value of 195 MPa.