Akira Watanabe

Co-crosslinking blend of incompatible polymers. VI: Poly(vinyl chloride) toughened with polyethylene via a co-crosslinking technique

A binary blend which consists of two incompatible polymers such as poly(vinyl chloride) and polyethylene has been performed through a partial co-crosslinking reaction with peroxide to give a co-crosslinked blend with a uniform dispersion of small polyethylene particles and with an improved mechanical property. The results are obtained through the formation of a co-crosslinked product which acts as a potential solid phase dispersant as well as a well-bonded reinforcing interlayer on polyethylene particles uniformly dispersed in poly(vinyl chloride) matrix. The resulting blends (PVC/PE=10/90 wt) give carbon spherules of 0.5 to 1μm diameter through pressure-carbonization at 650° C for 1 h.

Anisotropic electrical conductivity and e.s.r. spectra of a whisker prepared by electrolysis of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine

Abstract The electrical conductivity of a whisker prepared by electrochemical oxidation of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) was investigated. The TMB whisker showed significant anisotropic conductivity: the conductivity parallel to the long axis of the whisker showed a high value ( σ = 1.03 S/cm), whereas the perpendicular one showed a low value ( σ = 5.11 × 10 −4 S/cm). The cation radical salt of TMB prepared by chemical oxidation with I 2 showed low conductivity ( σ = 2.57 × 10 −4 S/cm) because of the amorphous structure. The association of TMB cation radicals in the whisker was suggested by absorption spectra and e.s.r. spectra of the whisker dissolved in organic solvents. The e.s.r. specturm of a TMB whisker showed anisotropy because of the crystalline structure, whereas the e.s.r. spectrum of the chemical oxidation product was a singlet symmetrical signal which is typical of an amorphous structure. The e.s.r. signal of the whisker showed a rapid intensity drop with decreasing temperature, in comparison with that of the chemical oxidation product.

ESR study of electrochemical behavior of carbon black

Abstract The electrochemical properties of a carbon black used as the electrode material of a capacitor have been investigated. The carbon-black electrode was prepared from Ketjen Black EC by blending with polymers such as Teflon and NBR. Carbon capacitors that consist of two carbon-black electrodes and electrolyte solution (LiClO 4 ) exhibited good charge-discharge cycles. The capacity was independent of the thickness of the carbon-black electrode. The cyclic voltammograms of the carbon electrode showed anodic and cathodic peaks at a sweep rate of 2.5 mV/s. The formation of radical sites in the carbon black in the charge process was proved by in situ ESR measurements. The intensity of the ESR signal increased with the extent of electrochemical reduction.

Electrical properties of polypyrrole/polymer electrolyte junctions prepared by electrochemical polymerization of pyrrole in polymer electrolyte

Abstract Polypyrrole/PEOLiClO 4 junctions were prepared in situ by the electrochemical polymerization of pyrrole in the polymer electrolyte PEOLiClO 4 . The junction prepared in situ by the potential sweep method exhibited rectifying behavior in the current-voltage curves. The capacitance-voltage properties of the junction showed an energy barrier at the interface between polypyrrole and PEOLiClO 4 . On the contrary, polypyrrole/PEOLiClO 4 junctions prepared in situ by galvanostatic and potentiostatic methods did not show rectifying behavior. These results are explained on the basis of the properties of the interface between p-type polypyrrole and the polymer electrolyte.

Fixing prevention between metals and NBR vulcanizates using a bloom method.

金属表面と加硫ゴムの固着は両者の界面で起こる物理的な吸着とその後に起こる一次結合の生成によるので, ゴムにブルーム剤を添加して両者間に低エネルギー表面のブルーム薄膜を生成させて隔離することにより固着が防止できることがわかった. 固着防止効果はブルーム剤の種類, 添加量, 加硫配合剤, 及び固着試験温度の影響を受けた. 固着防止効果のあるブルーム剤は無極性の長鎖アルキル基と極性の酸アミド基からなる基本構造を有し, ブルームするに適当な融点, 分子量, 及び溶解性をもつことが必要であった. 一般に, 添加量の増加とともに固着強度は減少するが, 充分な隔離効果を発揮させるためには大体4部以上のブルーム剤の添加が必要であった. 加硫剤, 加硫促進剤, 安定剤, 可塑剤などの加硫配合剤はブルーム剤の融点降下の作用をするためブルーム速度を増加させる固着防止にプラスの作用と, 生成したブルーム薄膜の機械的強度を低下させる固着防止にマイナスの作用のあることが明らかとなった. ブルーム剤の選択は固着試験温度を考慮して行われるべきであり, 試験温度よりその融点が20～30度高いブルーム剤を選ぶことが必要である. ブルーム薄膜の構造解析とSEM観察から固着防止に有効なブルーム薄膜の構造に二種類あることが明らかとなった.

Effects of material factor on fixing strength.

金属板と加硫ゴムの固着機構とその防止法に関する知見を得る目的で, 固着強度に及ぼす材料因子の影響について検討した. 金属の種類は初期固着強度(FS0)に影響し, その硬度の低いものが低い値を示す傾向にあった. FS0はゴムの極性の影響を受けるが, 経時後(2日)の固着強度(FS)はその影響は少なかった. カーボンブラックやホワイトカーボンなどの充てん剤の固着強度に対する影響はその加硫に対する影響と関係し, 前者は固着を促進し, 後者は抑制した. 硫黄やパーオキサイド等の加硫剤の量と種類は固着に影響し, 一般に, これらが金属と反応する成分を与える場合に固着強度は増加した. ポリサルフィド架橋鎖や側鎖を与える促進剤又は, アミンやメルカプトベンゾチアゾールなどの加硫残査を与える促進剤を使用した加硫ゴムは高い固着強度を示した. また, はん用の老化防止剤や滑剤も金属と加硫ゴムの反応を促進しない場合は固着に影響しなかった.

Effects of surrounding and surface factors on fixing strength.

金属板と加硫ゴムの固着を環境因子と表面因子について検討した. 固着は初期に起こる物理吸着による成分とその後に起こる化学反応による一次結合の成分に分けられる. 固着強度は一般に, 試験温度の増加とともに増加するが, 試験温度に対しては最大値が存在し, ある時間以後は減少する傾向にあった. また湿度に関してはその増加とともに増加する傾向と減少する傾向があったが, これは銅板とアルミニウムで異なった. 金属板と加硫ゴム表面の表面粗さが小さいほど, 両者の接触面積が増えるため, 固着強度は増加した. 加硫ゴムの硬度の増加は金属表面に対するゴム分子鎖の吸着を抑制するので固着強度を減少させた. 金属を低エネルギー表面に改善することにより固着強度は減少した.

Butyl rubber for complex curatives.

低スコーチ性, 高速架橋性, 及び抗架橋もどり性の三点に特徴をもつブチルゴムの架橋反応が, ペルオキシド, キノンジオキシム, 三官能性アクリレート, トリアジンチオールの四成分の組み合わせにより可能となった. これらの成分からなる複合架橋剤はその一つが抜けても上記の特性を示さず, それぞれが上記の特性に対して重要な役割りをしていることがわかった. すなわち, ペルオキシドはラジカル発生源として作用し, 直接架橋鎖の生成に寄与する. キノンジオキシムは初期反応の抑制と切断したブチルゴム分子鎖を再生する働きをすると推察され, 低スコーチと抗架橋もどり性の向上に有効であった. 三官能性アクリレートはブチルゴム主鎖に生成したラジカルと反応し, グラフト鎖と架橋鎖を生成するので, 上記の三つの特性に直接関与する. トリアジンチオールはグラフト末端のラジカルの再結合を抑制するので, 主に低スコーチ性の向上に有効であった. 得られた架橋物の初期物性値は従来のキノイド架橋物のそれより若干劣るが, 耐熱性はそれより優れていた.