【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.05】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NM0043
利用課題名 / Title
シリカ配合ゴムにおけるシリカの分布
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
コンポジット材料/ Composite material
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
深澤 倫子
所属名 / Affiliation
明治大学 理工学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-514：ウルトラミクロトーム
NM-502：実動環境対応電子線ホログラフィー電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
シリカ配合 cis-1,4-ポリイソプレンゴムは、車両タイヤ用ゴムの材料として利用されている。車両が湿潤路面や凍結路面を走行する際にはタイヤ用ゴムは水と接した状態となるため、タイヤ用ゴムの性能を把握する上ではゴムと共存する水の構造を理解することが重要となる。親水性高分子と共存する水については様々な研究が報告されているが、ポリイソプレンのように親水基を持たない高分子と接する水については研究例が少なく、不明な点が多く残されている。申請者らはcis-1,4-ポリイソプレンゴムと共存する水の構造と物性を明らかにしようとする研究を進めている。cis-1,4-ポリイソプレンゴムにシリカを配合することにより、タイヤの転がり抵抗が低減し、ウェットスキッド抵抗が増大することが知られているが、シリカを配合することによるポリイソプレンの構造変化や、その変化に起因した水の構造変化については明らかではない。本研究では、シリカ配合ゴムにおけるシリカと cis-1,4-ポリイソプレンの存在状態を明らかにするために、TEM 観察によりゴム中のシリカの配置を調べた。
実験 / Experimental
TEM 観察によりゴム中のシリカ粒子の分布を解析した。また、EDS Mappingにより、ゴム中の元素の分布を解析した。
結果と考察 / Results and Discussion
TEM像の解析により、ゴム中のシリカ粒子の配合量に応じてシリカ粒子の分布が変化することが明らかになった。ポリイソプレンに対するシリカ粒子の配合比が低い場合にはシリカ粒子は凝集したクラスターとして存在するが、配合比が高い場合にはシリカ粒子が分散した状態となることが確認された。この分布の変化は、シリカ配合ゴムの物性に影響をおよぼすと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
Kazuaki Sato, Tomoko Ikeda-Fukazawa: Synergistic effects of silica and absorbed water on the structure and properties of silica composite rubber, J. Phys. Chem. B 128 (2024) 11022–11030.
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Kazuaki Sato, Synergistic Effects of Silica and Absorbed Water on the Structure and Properties of Silica Composite Rubber, The Journal of Physical Chemistry B, 128, 11022-11030(2024).
DOI: 10.1021/acs.jpcb.4c06033
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件