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Interpenetration of rubber and silane coupling agent on an inorganic substrate revealed by spin-contrast-variation neutron reflectivity

スピンコントラスト変調中性子反射率法を用いた無機基板上におけるゴムとシランカップリング剤の絡み合いの研究

熊田 高之   ; 岩原 大輔*; 西辻 祥太郎*; 阿久津 和宏*; 三浦 大輔; 元川 竜平   ; 杉田 剛   ; 鳥飼 直也*; 網野 直也*; 奥 隆之   ; 竹中 幹人*

Kumada, Takayuki; Iwahara, Daisuke*; Nishitsuji, Shotaro*; Akutsu, Kazuhiro*; Miura, Daisuke; Motokawa, Ryuhei; Sugita, Tsuyoshi; Torikai, Naoya*; Amino, Naoya*; Oku, Takayuki; Takenaka, Mikihito*

スピンコントラスト変調中性子反射率法を用いて自動車用ゴムタイヤに用いるブタジエンゴムがシランカップリング剤を通じてシリカ表面とどのように結合しているかを調べた。ブタジエンゴムとシランカップリング剤をシリコン基板にコートした後アニールした試料では、シリコン基板表面にシランカップリング剤とポリブタジエンが7:3の比で絡みあった膜が形成されるのに対し、シランカップリング剤をあらかじめコートした後にポリブタジエンをコートした試料では両者の絡み合いが足りないために容易に剥離してしまうことを突き止めた。

We elucidated the entanglement of polybutadiene and silane coupling agent (SCA) molecules bound to Si substrates using spin-contrast-variation (SCV) neutron reflectivity (NR). In an annealed integral blend film of polybutadiene and SCA, a SCA layer generated on the Si substrate was composed of 70 vol. percent SCA molecules extended perpendicularly from the silicon substrate and entangled with 30 vol. percent polybutadiene molecules. By contrast, in an SCA-precoated polybutadiene film, the SCA-precoated layer is composed of densely packed SCA molecules forming crystal-like structure, and thus did not become entangled with the postcoated polybutadiene molecules. This poor entanglement resulted in poor binding between polybutadiene and Si substrate.

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分野:Chemistry, Physical

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