Capillary Flow Behavior of the Carbon-black-filled Styrene-butadiene Rubber Compounds

Abstract

多くのゴム・プラスチック材料は,充てん剤(フィラー) を配合することによって,その物性の改良が行われている. 自動車用タイヤや産業用ゴムベルトなどに使用されるゴム 製品では,フィラーとして,カーボンブラック(CB)を 配合することにより,その力学的特性が補強され,実用に 耐えることができることが古くから知られている.CBが 充てんされたゴムでは,粒子径・ストラクチャー・表面酸 素含有官能基や表面活性水素の大小により変化はあるが, バウンドラバーを形成し,さらに,これらがアグロメレー トと呼ばれるネットワーク構造をとることにより,ゴムの 力学的特性の向上が起こると考えられている. また,近年の地球環境問題による,温暖化問題・資源問 題を背景に,工場におけるゴムなどの高分子材料の成形加 工時における二酸化炭素の排出削減,コストの低減や製品 の安定した製造が必要不可欠であるが,特にゴムの場合, フィラーを加えることにより溶融時の流動特性に影響を与 えることが知られており,この点において,ゴム材料 の加工の技術が重要となってきている. 本研究では,フィラーとしてCBが配合された分子量の 異なる乳化重合スチレンーブタジエンゴム(E-SBR)を使 用し,成形加工時における押出速度や温度を変化させ,円 筒形金型であるキャピラリーを用いて流動解析を行った. 外部流動(スリップ流量)と内部流動(ノンスリップ流量) に区別し,それらに対するCB充てん量およびE-SBRの分 子量の影響について検討した.動的ひずみ分散測定により, 未加硫試料中のゴム-CB間の相互作用についても検討し た.