Preparation and recycle of rubbery polymer with nanocomposite-network

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令和4年度は、ナノ粒子間の距離を精密に制御することにより、物性を制御する検討を行った。具体的には、ナノ粒子のゴム状ナノコンポジットをマトリックスとするネットワークポリマーについて構造と力学物性との関係を精緻に解析した。まず、令和3年度に引き続き、直径数 μmのゴム状ポリマー粒子の表面にナノ粒子を結合してから表面を互いに貼り合わせることにより、厚さ数nmのマトリックスにゴム状ポリマー粒子が分散したナノ構造（ナノ海島構造）を形成した。ここで、ゴム状ポリマーは天然ゴムとし、ナノ粒子は種々のビニルモノマーをグラフト共重合することにより調製した有機系ナノ粒子、ナノダイヤモンドおよびナノシリカ等の無機系ナノ粒子、アルブミン等の生物系ナノ粒子を用いた。透過型電子顕微鏡を用いてモルホロジーを観察することにより、全ての試料においてナノ海島構造が形成されていることを確認した。これらの試料について引張試験を行うことにより、次の3つの結果が得られた。①　シリカナノ粒子を用いてナノ海島構造を形成した場合、破断応力の値は約16 MPaであった。②　ビニルモノマーをグラフト共重合することにより調製した有機系ナノ粒子およびナノダイヤモンドを用いてナノ海島構造を形成した場合、破断応力の値は約20 MPaであった。③　ビニルモノマーをグラフト共重合することにより調製した有機系ナノ粒子およびシリカナノ粒子をハイブリッドしてナノ海島構造を形成した場合、破断応力の値は約23 MPaであった。透過型電子顕微鏡観察を行った結果、③で破断応力の値が最も大きくなったのは、ビニルモノマーをグラフト共重合することにより調製した有機系ナノ粒子とシリカナノ粒子とをハイブリッド化してナノ海島構造を形成することにより、ナノ粒子がより緻密に充填されたことによるものであることが明らかとなった。