Surface modification of vulcanized rubber by radiation grafting, 1; Improvement in friction behavior

放射線グラフト重合による加硫ゴムの表面改質,1; 摩擦挙動の改善

溝手 範人*; 片貝 秋雄; 玉田 正男; 松岡 広成*

Mizote, Norihito*; Katakai, Akio; Tamada, Masao; Matsuoka, Hiroshige*

自動車用ワイパーゴムの表面改質として塩素処理が行われているが、この処理プロセスは、塩素,酸廃液の発生など環境負荷の問題を抱えている。一方、ゴムの滑り摩擦において、ウェット摩擦状態からドライ摩擦状態へ移行する瞬間に、摩擦極大ピークが起こるセミドライ摩擦は、雨上がりに自動車のワイパー払拭において見られる現象で、駆動モーターに負荷を与える。本研究では、これらの問題を解決する新規な技術として、親水性モノマーである2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA),疎水性モノマーである3-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(MPTS)を電子線同時照射グラフト重合により加硫ゴム表面の親水化及び疎水化を行い、組成比と水の接触角及びセミドライ摩擦との相関を調べた。HEMAとMPTSのグラフト重合の結果、モノマー濃度と照射線量が増加するのにしたがって、組成比は増大した。HEMAのグラフト重合で接触角は約70まで減少し、MPTSのグラフト重合で接触角は約108まで増加した。セミドライの瞬間における摩擦挙動は、最大摩擦とドライ摩擦係数の差、で評価した。MPTSのグラフト重合によって疎水化した加硫ゴムの接触角は増加し、は減少した。一方、HEMAのグラフト重合によって親水化した加硫ゴムの接触角は減少し、は増加した。

Hydrophilic monomer, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), and hydrophobic monomer, 3-(methacryloyloxy)propyltris(trimethylsiloxy)silane (MPTS), were grafted on vulcanized rubber surface by simultaneous electron beam irradiation. We studied the characteristics of graft polymerization, the relationship between the contact angle of water on the modified surface and friction behavior at the moment of semi-dry. Grafted rubbers were investigated with composition ratio and contact angle. As a result of graft polymerization of HEMA and MPTS, the composition ratio increased as the monomer concentration and the irradiation dose increased. By the graft polymerization of HEMA, the contact angle decreased to approximately 70. By the graft polymerization of MPTS, the contact angle increased approximately to 108. Friction behavior at the moment of semi-dry was evaluated by which is difference with the coefficient of dry friction and maximum friction. The increase in the contact angle owing to hydrophobic properties by graft polymerization of MPTS led to the decrease of . The decrease in the contact angle owing to hydrophilic properties by graft polymerization of HEMA resulted in the increase of .