Effects of Silanol Group on the Hybridization of Rubber and Silica.

Abstract

シリカ充てんゴム複合材料中に存在するバウンドラバーの生成機構を検討した. シリカ1次粒子の粒径, 比表面積および単位面積当たりのシラノール基数 (N) が異なる数種のシリカとポリイソプレンを試料として, シリカ単体およびゴム中でシリカが形成する凝集構造を透過型電子顕微鏡により観察した. また, バウンドラバーのNMR測定より運動性に関する情報を得た. その結果, シリカ単体が形成する凝集塊は, シリカ表面に存在するシリカとの相互作用が弱い吸着水 (自由水) の脱離に伴い, 凝集塊のサイズが大きくなること, またその平均サイズはNの減少とともに小さくなり, Nが極端に小さい場合は凝集構造が形成されないことがわかった. これらの結果は, ゴム中におけるシリカ粒子の凝集構造と定性的に一致した. バウンドラバー量は, N値の増大とともに増大することや, 凝集構造が認められないシリカはバウンドラバーを形成しないことから, バウンドラバーはシリカ粒子が凝集構造を形成する過程で構造内にトラップされたゴム相に対応すると考えた. これはバウンドラバーの運動性情報からも支持された.