エポキシ/六方晶窒化ホウ素複合材料の界面および熱機械特性：分子シミュレーションからの考察
Sohdam Jeong1,2, Hui Seong Kim1,2
1Department of Chemical Engineering, Dong-Eui University, Busan 47340, Republic of Korea.
The journal of physical chemistry. B
|December 20, 2025
まとめ
ポリマー複合材料界面の理解は重要である。本研究は、バルク特性だけでなく、架橋構造がエポキシ/六方晶窒化ホウ素（h-BN）複合材料の性能を決定し、将来の材料設計を導くことを明らかにする。
科学分野:
- 材料科学
- 高分子科学
- ナノテクノロジー
背景:
- ポリマー複合材料は、フィラーを介して性能を向上させるが、界面の分子詳細は不明瞭なままである。
- 複合材料特性の最適化には、マトリックスとフィラーの界面の理解が不可欠である。
研究 の 目的:
- エポキシ/六方晶窒化ホウ素（h-BN）複合材料の基本的な界面分子特性を調査する。
- 界面における微視的な架橋構造と巨視的な複合材料応答を相関させる。
主な方法:
- 分子動力学（MD）および密度汎関数理論（DFT）シミュレーションを利用した。
- 構造、熱力学、熱/機械的特性を解析した。
- マトリックスとフィラー界面における微視的な架橋分布を定量化した。
主要な成果:
- 過剰な硬化剤は、ネットワークのコンパクトさを低下させ、局所的なパッキングを減らし、完全に架橋された画分を低下させる。
- マトリックス/フィラー相互作用は、h-BN表面の形態とクロスプレーン特性に影響を与える。
- 界面の架橋トポロジーは、バルク特性を超えて、複合材料の性能に大きく影響する。
結論:
- 界面における分子レベルの架橋構造は、複合材料の挙動を決定する重要な要因である。
- 高性能エポキシ複合材料には、フィラーの配向、形態、界面架橋の最適化が不可欠である。
