Formation of Mesomorphic Phase and Crystallization in Silicone Rubber

Journal of the Society of Rubber Industry,Japan Pub Date : 1900-01-01 DOI:10.2324/GOMU.90.329

M. Tosaka

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Abstract

いわゆるシリコーンゴムは,ポリジメチルシロキサン (PDMS)にシリカフィラーを加え,架橋したものである. PDMSというポリマー自体は,ゴムとしての利用ばかりではなく,シリコーンオイル,グリース,離型剤,消泡剤,化粧品,医薬品など,幅広い用途で用いられている. その理由は,PDMSが耐熱性や生体適合性に優れると同時に,さまざまな物質の界面で独特の挙動を示すためである.これらの物性はPDMSに特有な分子構造,分子形態の自由度,および界面エネルギーの結果として発現される.従って,PDMSに発現する物性を分子レベルの構造に基づいて理解することは極めて重要であり,古くから研究の対象となっている. PDMSの分子構造を図1に示す.主鎖は親水性の高い -Si-O-の繰り返しから成るが,Siには疎水性のメチル基が結合している.-Si-O-結合は-C-C-結合に比べて結合距離が長く,結合軸まわりの回転障壁エネルギーがほとんどゼロである.また,結合角も固定されておらず,状況に応じて幅広く変化できる.そのためPDMSは極めて柔軟であり, 際だって低いガラス転移温度を示す.1980年頃まで,こうした-Si-O-結合の特異性が現れるのは,酸素(O)の非結合性p軌道とケイ素(Si)の被占有d軌道が共役し,いわゆる(p→d)π共役を形成するからだと考えられていた . しかし,量子力学による理論計算を行った1980年の論文では,-Si-O-結合の構造には分極の寄与が大きく,(p→d)

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所谓的硅酮橡胶，是在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中加入硅树脂填充物并交联而成。PDMS这种聚合物本身只用作橡胶。广泛应用于硅油、润滑脂、脱模剂、消泡剂、化妆品、医药品等领域。其理由是PDMS具有良好的耐热性和生物相容性。有时是因为在各种物质的界面上表现出独特的行为，这些物性是PDMS特有的分子结构、分子形态的自由度以及界面能量的结果。因此，基于分子水平的结构来理解PDMS中表现的物性是极其重要的，自古以来就是研究对象。PDMS的分子结构如图1所示。主链由高亲水性的-Si- o -重复组成，Si上结合的是疏水性的甲基。-Si- o -结合与-C-C-结合相比，结合距离长，围绕结合轴的旋转障能几乎为零。另外，结合角也不固定，可根据情况广泛变化，因此PDMS非常灵活，直到1980年左右，出现这种-Si-O-结合的特异性，是因为氧(O)的非合性p轨道和硅(Si)的被占d轨道共轭，从而产生了异变。因为会形成π共轭。但是，在1980年利用量子力学进行理论计算的论文中，极化对-Si-O-键的结构做出了很大的贡献，

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