Development of the Simulator for the Phase Separated Structure of Spherical Filler and Binary Polymer Blended System

Journal of the Society of Rubber Industry,Japan Pub Date : 2013-07-15 DOI:10.2324/GOMU.86.222

H. Morita, Y. Aoyanagi, Hideki Kobayashi

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Abstract

工業用ゴム材料として,ゴムにカーボンやシリカ等の球形フィラーを混合した材料が,従来より開発されてきた. 例えば,タイヤや免震ゴムをはじめとした材料に始まり, 電子材料にまでその用途が広がってきている.また,材料においては,ゴムが複数成分のブレンドとなっていることもしばしばある.ゴム成分を複数にした場合には,球形フィラーに対する各成分の親和性が異なり,球形フィラーの分散性がゴムの相分離構造に影響を及ぼす場合もあることが,球形フィラーの動きも取り入れたシミュレーションを用いた研究により,明らかにされてきている.よって, 相分離構造と球形フィラーの分散の関係について研究を行なうことは,これらの材料設計においてとても重要であると思われる. 高分子材料の設計時に,しばしば用いられる方法として, 粗視化シミュレーションがある.高分子の粗視化シミュレーションは,土井らによるOCTAが2002年にリリースされてから,日本国内において着目されるようになり,広まっていった.従来は,自らシミュレーションプログラムを書かなければならなかったことと,結果の解析のツールまで自らで整備する必要があったが,その労力がOCTA の出現により解消され,広がりが進んだ.近年は,様々な系に対して適用がなされており,さらなる適用事例も期待できるようになってきた.しかしながら,OCTAには, 球形フィラーが“動きながら”,複数のフィラーの分散状態を取り扱える相分離構造シミュレーションツールはまだなく,このような系を扱えるプログラムが求められていた. 一方,シミュレーションを用いてポリマーブレンド中の球形フィラー(ナノ粒子)の分散構造についてのシミュレーションの例について,既にいくつか報告例がある.例えば,Laradjiは,Time Dependent Ginzburg Landau

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球形填料与二元聚合物共混体系相分离结构模拟器的研制

作为工业用橡胶材料，在橡胶中混合碳、硅等球形填充物的材料一直以来都被开发出来。例如，从轮胎、防震橡胶等材料开始，它的用途已经扩展到电子材料。另外，在材料方面，橡胶是多种成分混合的情况也时有发生。当橡胶成分为多种时，就会形成球形。由于各成分对填充物的亲和性不同，有时球形填充物的分散性会对橡胶的相分离结构产生影响，因此我们在模拟时也采用了球形填充物的运动。使用的研究表明，因此，对相分离结构和球形填料的分散的关系进行研究，在这些材料的设计中是非常重要的。在设计高分子材料时，有一种常用的方法是粗视化模拟。2002年土井等人推出OCTA后，高分子粗视化模拟技术在日本国内得到广泛应用。过去必须自己编写模拟程序，甚至需要自己配备分析结果的工具，但由于OCTA的出现，这一人力得到了缓解，并得到了推广。近年来，OCTA已适用于各种各样的系统，因此可以期待更多的适用案例。目前还没有球形填料在“运动”的同时能够处理多个填料的分散状态的相分离结构模拟工具，需要能够处理这种体系的程序。另一方面，关于利用模拟模拟聚合物混合中的球形填料(纳米粒子)的分散结构的例子，已经有一些报告。例如，Laradji是Time Dependent Ginzburg Landau

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Journal of the Society of Rubber Industry,Japan

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