純ゴム系および充てん剤系SBR加硫物の引張破壊特性

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加硫ゴムの破壊機構を明らかにする研究の一還として, 純ゴム系および充てん剤系SBR加硫物の引張破壊試験を実施し, ゴムの高次構造との対応を明確にするための動的弾性率, NMR, 誘電分散などの測定結果との比較検討から, 次のような結論がえられた.1) 網目鎖密度vsが一連に異るSBR純ゴム加硫物 (橋かけ構造が同じで, その数のみが異る系) では, の増加に伴って転移温度は増加するが, 破断時伸びの最大を与える温度はほとんど変化しない, また, vsの増加に伴って伸びの最大値は減少するが, 単純な網目鎖構造の伸び切り状態との対応から予想されるような, vs-1/2に比例するという関係は成り立たない.2) カーボンブラック充てん量が一連に異るSBR加硫物 (ゴムマトリックス部分の構造は, 充てん剤量の影響を受けない. したがって, 転移温度も変化しない) では, 充てん剤量の増加によって破断時伸びの最大値はほとんど変化しないが, その最大を与える温度は高温側にシフトする. また, 充てん剤量の増加に伴って, 破壊包絡線の“2段階屈折現象”が顕著になる.3) 上記の1), 2)の現象は, 純ゴム系加硫物では, 網目鎖密度の増加により系の緩和時間が短くなること, 充てん剤系加硫物では, 充てん剤の増加に伴って系の緩和時間が長くなることによって, それぞれ説明された.4) 充てん剤系SBR加硫物の破壊は, 主としてゴムマトリックス相において生じ, ゴム充てん剤間の破壊はほとんど生じない. 破断面のカーボンブラック出現率は, 伸びが最大となる破壊条件付近で最大となる.5) 充てん剤系SBR加硫物の破壊包絡線にあらわれる2つの屈折点のうち, 高温側の屈折点に対応する温度TF2は, 充てん剤周辺の稠密構造の変化や, 充てん剤がその相互位置を変化することによる, 局部応力の平均化に基づく緩和時間の長さに対応するものであろう.
社団法人日本ゴム協会の論文

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