Analysis of cross-linking structures in rubbers by solid-state sulfur-33 NMR

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K05175
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: Yamada Kazuhiko 高知大学, 教育研究部総合科学系複合領域科学部門, 准教授 (80373380)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 雅人 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 上級研究員 (60392015)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ゴム / 架橋構造 / 硫黄 / 固体NMR

Outline of Final Research Achievements

Analysis of cross-linking structures in rubbers by solid-state sulfur-33 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) methodology is presented. We demonstrate that it is possible to obtain solid-state sulfur-33 NMR spectra of organosulfur molecules, forming mono-, di-, and poly-sulfide bonds, which work as model compounds of cross-linking structures in rubbers.

Free Research Field

分析化学、無機化学、物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

加硫ゴムは主に自動車用タイヤに使用されているが、タイヤの物性を決定する硫黄原子による架橋構造は未だに解明されていない。本研究では、アモルファス試料でも化学分析が可能な固体NMR法の活用を提案し、架橋構造解析の礎を築くことに成功した。従来の固体NMR装置では硫黄原子を直接観測することは困難であったが、報告者が開発した次世代型NMRシステムを活用することで、硫黄NMRスペクトルの観測と解析が可能であることを実証した。