末端変性SSBR/フィラー混合系におけるフィラー分散状態の中性子・X線散乱による解析

Analysis of dispersion of fillers in functionalized SSBR/filler composites by using neutron and X-ray scattering

山口 大輔; 小泉 智; 湯浅 毅*; 曽根 卓男*; 冨永 哲雄*

Yamaguchi, Daisuke; Koizumi, Satoshi; Yuasa, Takeshi*; Sone, Takuo*; Tominaga, Tetsuo*

これまで、さまざまなナノ複合材料が開発・報告されているが、中でもゴム/フィラーの組合せは、ゴムの粘弾性特性と補強剤としてのフィラーの特長を両立させた成功例として広く認知されている。近年のゴム/フィラー系においては、フィラーとしてシリカ微粒子がカーボンブラック微粒子に替わって用いられ、またゴム材料となる高分子鎖の末端にフィラーとの親和性を有する官能基を導入するなどの改良が加えられ、さらなる高性能化が図られている。高性能化を達成するための指針となるのがゴム中に形成されるフィラーの階層的な凝集構造と物性との相関関係であり、その凝集構造の解明のために、放射光(X線)・中性子等を用いた散乱による解析が精力的に行われている。本研究ではこれまでの研究において、単独で用いられることが多かった中性子とX線による小角散乱(SANS, SAXS)の共通点・相違点を詳細に比較し、それぞれの散乱法に固有のコントラストから明らかにされる多成分系中のフィラーの凝集構造について報告する。

A comprehensive small-angle scattering analyses on the dispersion state of fillers in rubber/filler compounds was investigated. Recently, an effective size reduction of dispersible units of the fillers and consequential improvement of the property of the hysteresis loss was attained in the end functionalized S-SBR/filler system. To get more insight into the hierarchical structure of those systems, a complementary use of different contrasts between neutron and synchrotron X-ray was attempted in this study. Each different profile of neutron and X-ray scattering suggested two dominant structures within the system: one is the higher-order aggregations of the filler particles and the other is originated from vulcanized SBR matrices.