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表面・界面科学的手法によるゴム状物質の粘着発現機構に関する研究

利用表面/界面科学方法研究橡胶类物质的粘合机理

基本信息

批准号：
21H01806
负责人：
扇澤敏明
金额：
$ 4.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01806/
关键词：
表面物性粘着ゴムメニスカス粘弾性

项目摘要

令和３年度において、10μm前後の粒径を有する固体微粒子の沈降現象が粒子種に依存せず、ゴム種に依存することを明らかにした。これは、ゴムの特性、特に表面張力が沈降現象の支配因子であることを意味している。ただし、沈降速度はゴムの表面張力の大小と一致しなかった。そこで、本年度はこの沈降速度の支配因子を探るべく、自動車のタイヤ用ゴムの主成分であるスチレン・ブタジエンゴム(SBR)を用いて、詳細な検討を行った。試料には、重合法、分子量、スチレン含量（15～42％）、油展の有無等の異なる各種SBRを用いた。スチレン含量が異なるとガラス転移温度や表面張力が変化するが、沈降速度はこれらの違いよりも分子量に大きく依存し、高分子量のものほど沈降が遅い結果を示した。沈降には粒子の下のゴムのはける速度が重要であると考えられることから、SBRのさまざまな粘弾性の測定を行った。その結果、ゼロせん断粘度が沈降の速度に大きく影響していることが明らかにされ、沈降現象は非常に長い時間スケールで観察されるためであると考えられる。（令和3年度において購入した）高解像度マイクロスコープと原子間力顕微鏡（AFM）を使用して、プローブとして用いる固体微粒子表面に形成されるゴムのメニスカスのリアルタイム形状観察と微粒子とゴムの間に働く力の同時計測を行ったが、形状変化をうまく測定することができなかった。それゆえ、AFMの代わりにこれらを同時計測するための装置を試作した。やはり、10μm前後の粒径の微粒子ではメニスカスの形状を詳細に測定することは困難であったことから、より大きな粒子を用いて剥離過程の測定を現在行っている。

The precipitation phenomenon of solid particles around 10μm in the middle of the year and 3 depends on the particle species. The surface tension is the dominant factor in the settlement phenomenon. The settlement velocity is consistent with the surface tension. This year, the dominant factors of settlement velocity are explored. The main components of automatic vehicle use are discussed in detail. Sample weight, weight method, molecular weight, content (15~42%), oil development, etc. The results of the sedimentation rate, temperature shift, and surface tension changes are shown in the following table. It is important to measure the viscosity of the particles in the sediment. As a result, the viscosity of the solution has a large influence on the settlement velocity, and the settlement phenomenon has a long time to observe. (Purchased in 2003) High-resolution atomic force microscopy (AFM) is used in the formation of solid particle surfaces, and the simultaneous measurement of particle forces and shape changes are measured. The device is tested for simultaneous measurement by AFM. The particle size before and after 10μm was measured in detail.