2015 Fiscal Year Annual Research Report
熱可塑性エラストマーのMullins効果に関する構造学的研究
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25410226
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
櫻井 伸一 京都工芸繊維大学, その他部局等, 教授 (90215682)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 熱可塑性エラストマー / ブロック共重合体 / 繰り返し延伸・緩和 / 小角X線散乱 / 応力軟化現象 / Mullins効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハードセグメントとソフトセグメントからなるブロック共重合体は、熱可塑性エラストマーとして使用される。熱可塑性エラストマーとは、常温でゴム弾性を示すが高温では可塑化するゴム材料であり、再成形、再使用が可能であるという特徴を有する。ハードセグメントは凝集して物理的架橋点を形成する。熱可塑性エラストマーを高性能化するためには、一軸延伸時の構造変化と物性の相関を理解する必要があり、このような観点から、我々は応力―ひずみ (SS) 測定と2次元小角Ｘ線散乱 (2d SAXS) の同時測定を行った。ハードセグメントの凝集構造の大きさは数10 nm程度であるため、このようなナノ構造を解析するには、SAXS法が最適である。
一般に、ゴム材料を繰り返し延伸/緩和すると弾 性率や応力が低下することが知られており、物理架橋ゴムである熱可塑性エラストマーでもこの現象が見られ、より顕著な応力軟化が起こる。この原因を究明するにあたっては、ハードセグメントとソフトセグメントの寄与を分離して考察する必要があるが、数 10 nm レべルで形成される高次構造の複雑性ゆえ、原因の究明は容易ではなく、完全に理解されているとは言えなかった。そこで我々は、延伸/緩和にともなう階層性高次構造の変化の挙動を明確にした上で、Mullins 効果の主要因を解明することを目的として、繰り返し延伸/緩和過程で2d SAXS / SS の同時測定を行った。
本研究では、３回の繰り返し延伸・緩和を行った際に見られる構造と物性の相関について、かなり定量的に理解することができた。物理的架橋点間に存在しているソフトセグメント鎖は十分に絡み合っていることが確認できた。また、応力軟化現象（Mullins効果）は、この絡み合いの解消によって説明できることがわかった。しかしながら、完全に理解できたとは言えず、いくつかの疑問が今後の課題として残った。
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Research Products
(3 results)
