Naoto Mifune

Study on dynamic creep of SBR/NR blended rubber.

本研究は, 天然ゴムNR, 溶液重合SBR, 及びそのゴム分子鎖末端に官能基を付加した改質SBR*のカーボンブラック複合の単一系ゴム, これらをブレンドしたSBR/NR, SBR*/NRのブレンド系ゴムの動的クリープについて検討した. 動的クリープ量は, (a), ゴム分子鎖間相互作用による物理結合破壊に起因するクリープ量e1(t), (b), 複合粒子の安定配合構造への転移に起因するクリープ量e2(t), 及び, (c), 相溶構造の相分離に起因するクリープ量e3(t)の総和で表現される. また, SBRの分子鎖末端に官能基を付加した改質SBR*のブレンド系では, 物理結合量は少なく, かつ複合粒子は安定した配位構造を形成すると同時に, クリープ過程でのNR相分離現象は認められず, SBRのブレンド系に比較し動的クリープ量は極めて小さくなることを明らかにした.

Studies on relationship between particles dispersed structure and properties of particles filled vulcanizates. (2). Studies on dependence of phase transition and physical properties on particles concentration.

粒子界面とゴム分子鎖との結合が強く粒子間連結ゴム分子鎖の存在するカーボンブラック粒子分散SBR複合系について, 比重, 膨潤網目密度, 静的弾性率, 弾性構成成分, 動的弾性率, 力学的損失係数, 力学分散温度, 分散点力学的損失係数, A相及びC相のスピンースピン緩和時間, C相容積分率などの諸物性値の粒子濃度依存性について検討し, (1)粒子濃度曲線は2つの変曲点を有する曲線となり, 第1変曲点は粒子分散構造の相転移, 第2変曲点はエントロピー弾性成分とエネルギー弾性成分の混成系からエネルギー弾性成分のみの単一系に転移することに基因する. (2)物性の粒子濃度曲線は(a)粒子量の1次関数, (b)粒子量の2次関数, 及び(c)物性の対数値が粒子量の1次関数で表現される3つの形式に分類されることを明らかにした.

Studies on relationship between particles dispersed structure and properties of particles filled vulcanizates. (3). Studies on dependence of elongation fatigue life on particles concentration.

カーボンブラック複合SBR加硫物の繰り返し伸張疲労寿命の粒子濃度依存性について, 粒子分散構造の相転移モデル, 疲労破壊の複合反応モデルと規格化寿命式及び Griffith の脆性破壊式から検討し, 寿命の粒子濃度依存曲線は粒子分散構造が相転移する粒子容積分率で最大値を持つ上方に凸形の曲線となり寿命tbは次式で近似されることを導いた.tb=C•(K)m•τb(Vf)=C•(K)m•eb(Vf)/vここに, τb(Vf), eb(Vf)は粒子容積分率Vfの引張り破壊時間と破断伸び, Kは応力比, vは伸張ひずみ速度, C, mは定数.また, 寿命の最大値を示す粒子容積分率はエントロピー弾性分率, 静的弾性率, 破断ひずみ, 破壊時間の粒子濃度依存曲線の変曲点と一致する. 更に, 引張強さの粒子濃度依存曲線はエントロピー張力の粒子濃度依存曲線と対応し, エントロピー張力が最大となる粒子容積分率で最大値を持つ上方に凸形の曲線となり, 寿命の変曲点と引張強さの変曲点は異なる.

Study on anisotropic surface fracture energies of particles reinforced rubber vulcanizates fatigued with three-dimensional stresses.

本研究はNR～カーボンブラック複合加硫物のカーボンブラック粒子集合体及びゴム分子鎖が三次元応力疲労により層状異方性構造を形成した試料について, 主軸方向の破壊表面エネルギ, 膨潤度の測定を行い, 前報1)2)での構造変化に関する研究結果とともに総合的に検討を行ったものである. 破壊表面エネルギ, 膨潤度は疲労により形成される層状異方性構造に支配されて変化し異方性となる. また, 疲労過程での破壊表面エネルギ, 膨潤度の異方性の成長の観測, 更に弱物理結合及び分子鎖運動性などの研究結果1)2)から三次元応力疲労による層状異方性構造の形成は, ゴム分子鎖間の弱物理結合の破断過程と同時に疲労初期段階から発生するものと推論した.