JP2021081335A - Analytical method of rubber composition - Google Patents
Analytical method of rubber composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021081335A JP2021081335A JP2019209799A JP2019209799A JP2021081335A JP 2021081335 A JP2021081335 A JP 2021081335A JP 2019209799 A JP2019209799 A JP 2019209799A JP 2019209799 A JP2019209799 A JP 2019209799A JP 2021081335 A JP2021081335 A JP 2021081335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rubber composition
- rubber
- less
- sample
- vulcanized rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 39
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title abstract description 19
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 13
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N caesium(1+) Chemical compound [Cs+] NCMHKCKGHRPLCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000010734 process oil Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000000235 small-angle X-ray scattering Methods 0.000 description 1
- 238000001998 small-angle neutron scattering Methods 0.000 description 1
- -1 softener Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物の分析方法に関するものである。 The present invention relates to a method for analyzing a rubber composition.
ゴム組成物の物性は、補強性充填材や加硫剤などの添加剤の分散性に影響を受ける。そのため、ゴム組成物中の補強性充填材や加硫剤などの添加剤の分散状態を分析する方法が求められている。 The physical properties of the rubber composition are affected by the dispersibility of additives such as reinforcing fillers and vulcanizing agents. Therefore, there is a demand for a method for analyzing the dispersed state of additives such as a reinforcing filler and a vulcanizing agent in a rubber composition.
引用文献1には、小角X線散乱法又は小角中性子散乱法により、架橋ゴムの架橋疎密を評価する方法が記載されている。
引用文献2には、加硫系材料を含む高分子複合材料に高輝度X線を照射し、X線エネルギーを変えながら該高分子複合材料の微小領域におけるX線吸収量を測定することにより、加硫系材料の分散状態や化学状態を観察、分析できる加硫系材料分析方法が記載されている。
In
しかしながら、測定の精度についてさらなる改善が求められている。 However, further improvement in measurement accuracy is required.
本発明は、以上の点に鑑み、ゴム組成物中に含まれる元素の分散状態を分析する、ゴム組成物の分析方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a method for analyzing a rubber composition, which analyzes a dispersed state of elements contained in the rubber composition.
なお、引用文献3には、イメージング質量分析法による異物の混入時期判別方法が記載されているが、飲食品中に混入していた異物を分析対象としており、ゴム組成物の分析方法に関するものではない。
In addition, although the cited
本発明に係るゴム組成物の分析方法は、厚さ500μm以下、面の算術平均高さ1.5μm以下の加硫ゴムに、一次イオンビームをビームスポット0.25μm2以下で照射し、発生した二次イオンを測定することにより、ゴム組成物中に含まれる元素の分散状態を分析するものとする。 The method for analyzing a rubber composition according to the present invention was generated by irradiating a vulcanized rubber having a thickness of 500 μm or less and an arithmetic mean height of a surface of 1.5 μm or less with a primary ion beam at a beam spot of 0.25 μm 2 or less. By measuring the secondary ions, the dispersed state of the elements contained in the rubber composition shall be analyzed.
上記ゴム組成物の分析方法は、上記加硫ゴムに含まれる、揮発性低分子を溶媒で抽出してから測定するものとすることができる。 The method for analyzing the rubber composition can be measured after extracting volatile low molecules contained in the vulcanized rubber with a solvent.
本発明によれば、ゴム組成物中に含まれる元素の分散状態を分析することができる。 According to the present invention, the dispersed state of the elements contained in the rubber composition can be analyzed.
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Hereinafter, matters related to the practice of the present invention will be described in detail.
本実施形態に係るゴム組成物の分析方法は、厚さ500μm以下、面の算術平均高さ1.5μm以下の加硫ゴムに、一次イオンビームをビームスポット0.25μm2以下で照射し、発生した二次イオンを測定することにより、ゴム組成物中に含まれる元素の分散状態を分析するものである。 In the method for analyzing a rubber composition according to the present embodiment, a vulcanized rubber having a thickness of 500 μm or less and an arithmetic mean height of a surface of 1.5 μm or less is irradiated with a primary ion beam at a beam spot of 0.25 μm 2 or less. The dispersed state of the elements contained in the rubber composition is analyzed by measuring the secondary ions.
このような分析方法としては、二次イオン質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry:SIMS)が知られている。特にダイナミックSIMSであることが好ましく、真空中にて化学的に活性な一次イオンの連続ビームを試料表面に照射することにより、当該表面付近の原子を二次イオンとして飛び出させ(いわゆる、スパッタリング)、飛び出した二次イオンを分析することにより標的元素の含有量を判定することができる。 As such an analysis method, a secondary ion mass spectrometry (SIMS) is known. In particular, dynamic SIMS is preferable, and by irradiating the sample surface with a continuous beam of chemically active primary ions in a vacuum, atoms near the surface are ejected as secondary ions (so-called sputtering). The content of the target element can be determined by analyzing the secondary ions that have popped out.
一次イオンビームに用いられるイオン種としては、酸素、セシウムなどを用いることができる。 As the ion species used for the primary ion beam, oxygen, cesium and the like can be used.
一次イオンビームの照射量は、特に限定されないが、30ions/cm2以上であることが好ましい。 The irradiation amount of the primary ion beam is not particularly limited, but is preferably 30 ions / cm 2 or more.
一次イオンビームのビームスポットは0.25μm2以下であり、好ましくは、0.1μm2以下である。ビームスポットが0.25μm2以下である場合、空間分解能が高く、従来の測定方法より高い精度で測定結果が得られる。 The beam spot of the primary ion beam is 0.25 μm 2 or less, preferably 0.1 μm 2 or less. When the beam spot is 0.25 μm 2 or less, the spatial resolution is high and the measurement result can be obtained with higher accuracy than the conventional measurement method.
標的元素としては、特に限定されないが、炭素、硫黄、酸素、窒素、ケイ素などが挙げられる。 The target element is not particularly limited, and examples thereof include carbon, sulfur, oxygen, nitrogen, and silicon.
また、質量分析は、サンプル上の所定領域内を走査することにより行うことができ、質量分析の結果得られた標的元素の検出強度とその測定位置を試料の光学画像上に表示することで、加硫ゴム中に含まれる元素の分散状態をイメージングすることができる。このようなイメージングは、質量分析装置に内蔵された解析用ソフトウェア、あるいは、MALDIVision(登録商標)(株式会社ネットウエル)、BioMap(ノバルティス)MATLAB(MathWorks)、ImageJ等の解析用ソフトウェアを用いて行うことができる。 In addition, mass spectrometry can be performed by scanning within a predetermined region on the sample, and the detection intensity of the target element obtained as a result of mass spectrometry and its measurement position are displayed on the optical image of the sample. It is possible to image the dispersed state of the elements contained in the vulcanized rubber. Such imaging is performed using analysis software built into the mass spectrometer or analysis software such as MALDISION (registered trademark) (Netwell Co., Ltd.), BioMap (Novartis) MATLAB (MathWorks), ImageJ, etc. be able to.
質量分析の結果得られた標的元素の検出強度とその測定位置を試料の光学画像上に表示する際、各元素の検出強度を光学画像上に表示してもよいが、他の元素(好ましくは炭素)に対する標的元素の検出強度比(含有比率)を光学画像上に表示するものであってもよい。 When displaying the detection intensity of the target element obtained as a result of mass spectrometry and its measurement position on the optical image of the sample, the detection intensity of each element may be displayed on the optical image, but other elements (preferably). The detection intensity ratio (content ratio) of the target element to carbon) may be displayed on the optical image.
測定装置の構成は、特に限定されないが、例えば、図1に示すように、試料導入室1と、イオン源2と、分析室3と、エネルギーアナライザ4と、質量分析計5と、検出器6とを有するものとすることができる。測定試料は、試料導入室1に導入された後、不図示の試料移動機構により、分析室3へと運ばれる。分析室3は不図示の真空ポンプにより、真空状態となっている。そして、イオン源2から分析室3の試料へと一次イオンビームが照射される。一次イオンビームの照射により試料表面から発生した二次イオンは、エネルギーアナライザ4、及び質量分析計5を介して検出器6へと運ばれる。
The configuration of the measuring device is not particularly limited, but for example, as shown in FIG. 1, a
質量分析計5としては、例えば、四重極型質量分析計やセクター磁場型質量分析計、飛行時間型質量分析計(TOF−MS)などを用いることができる。質量分析計5は、磁場により、元素の質量とイオン電荷とに基づき、標的元素を検出器6へと送り届けることができる。
As the
このような測定装置としては、特に限定されないが、CAMECA株式会社製「NanoSIMS 50L」を用いることができる。 The measuring device is not particularly limited, but "NanoSIMS 50L" manufactured by CAMECA Co., Ltd. can be used.
分析に用いる加硫ゴムサンプルの厚さは500μm以下であり、好ましくは、300μm以下である。加硫ゴムサンプルの厚さが500μm以下である場合、一次イオンビームの照射を行ってもサンプルの振動を抑えることができ、イメージング画像のぶれを抑制することができる。 The thickness of the vulcanized rubber sample used for the analysis is 500 μm or less, preferably 300 μm or less. When the thickness of the vulcanized rubber sample is 500 μm or less, the vibration of the sample can be suppressed even if the irradiation with the primary ion beam is performed, and the blurring of the imaging image can be suppressed.
本明細書において加硫ゴムサンプルの「厚さ」とは、シックネスゲージにて測定した値とする。 In the present specification, the "thickness" of the vulcanized rubber sample is a value measured by a thickness gauge.
分析に用いる加硫ゴムサンプルの面の算術平均高さは1.5μm以下であり、好ましくは1.0μm以下である。ここで、面の算術平均高さとは、線の算術平均高さ(Ra)を面に拡張した面粗さを表すパラメータであり、表面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を示す。面の算術平均高さは1.5μm以下であることにより、より鮮明な元素の分布画像が得られやすい。 The arithmetic mean height of the surface of the vulcanized rubber sample used for the analysis is 1.5 μm or less, preferably 1.0 μm or less. Here, the arithmetic mean height of the surface is a parameter representing the surface roughness obtained by extending the arithmetic average height (Ra) of the line to the surface, and the difference in height of each point with respect to the average surface of the surface. Shows the average of absolute values. Since the arithmetic mean height of the surface is 1.5 μm or less, it is easy to obtain a clearer distribution image of the elements.
本明細書において「面の算術平均高さ」は、例えば、キーエンス株式会社製「形状解析レーザ顕微鏡VK−X150/X160」を用いて測定することができる。 In the present specification, the "arithmetic mean height of the surface" can be measured using, for example, "Shape Analysis Laser Microscope VK-X150 / X160" manufactured by KEYENCE CORPORATION.
加硫ゴムサンプルの面の算術平均高さは、サンプルを調製する際に使用するモールドの表面粗さを調整することにより調整できる。具体的には、例えば、所定の表面粗さを有する2枚の金属板をモールドとして用いてゴム組成物を挟み、所定の厚さになるように厚さ方向に加圧しながら加硫することで、サンプルを調製することができる。 The arithmetic mean height of the surface of the vulcanized rubber sample can be adjusted by adjusting the surface roughness of the mold used when preparing the sample. Specifically, for example, two metal plates having a predetermined surface roughness are used as a mold to sandwich the rubber composition, and vulcanization is performed while pressurizing in the thickness direction so as to have a predetermined thickness. , Samples can be prepared.
加硫ゴムサンプルは、測定前に、溶媒で抽出し、揮発性低分子を除いておくのが望ましい。測定装置の分析室3内は高真空となっているため、揮発性分子がサンプル中に含まれていると、真空度を保てず、測定できないおそれがある。
It is desirable that the vulcanized rubber sample be extracted with a solvent to remove volatile small molecules before measurement. Since the inside of the
抽出に用いる溶媒量は、特に限定されないが、加硫ゴムサンプル1mgに対して0.1mL以上であることが好ましい。また、抽出方法としては、40℃以下の温度において12時間以上加硫ゴムサンプルを溶媒に浸漬することが好ましい。抽出後に行う乾燥としては、40℃以下、2000Pa以下の条件において、8時間以上加硫ゴムサンプルを乾燥することが好ましい。ここでは、加硫ゴムサンプルを溶媒に浸漬する方法について説明したが、これに限定されず、ソックスレーや高速溶媒抽出などの抽出方法も適用可能である。 The amount of solvent used for extraction is not particularly limited, but is preferably 0.1 mL or more with respect to 1 mg of the vulcanized rubber sample. Further, as an extraction method, it is preferable to immerse the vulcanized rubber sample in a solvent at a temperature of 40 ° C. or lower for 12 hours or more. As the drying performed after the extraction, it is preferable to dry the vulcanized rubber sample for 8 hours or more under the conditions of 40 ° C. or lower and 2000 Pa or less. Here, the method of immersing the vulcanized rubber sample in a solvent has been described, but the present invention is not limited to this, and extraction methods such as Soxhlet and high-speed solvent extraction can also be applied.
上記溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、アセトン、クロロホルム、ベンゼン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどが挙げられる。 The solvent is not particularly limited, and examples thereof include toluene, acetone, chloroform, benzene, acetonitrile, tetrahydrofuran (THF), dioxane and the like.
測定に用いるゴム組成物としては、特に限定されず、通常のゴム工業で使用されているカーボンブラックやシリカなどの補強性充填材、プロセスオイル、酸化亜鉛、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、ワックス、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤などの配合薬品類を通常の範囲内で適宜配合することができるが、揮発性低分子は含まないのが望ましい。 The rubber composition used for the measurement is not particularly limited, and is a reinforcing filler such as carbon black or silica used in the ordinary rubber industry, process oil, zinc oxide, stearic acid, softener, plasticizer, wax. , Anti-aging agents, vulcanizing agents, vulcanization accelerators and other compounding chemicals can be appropriately compounded within the usual range, but it is desirable that they do not contain volatile low molecules.
ゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、またはこれらの末端や主鎖の一部を変性した変性ゴムなどをさらに含有するものであってもよい。 Examples of the rubber component include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer rubber, and styrene-. It may further contain isoprene-butadiene copolymer rubber, or modified rubber in which a part of the terminal or main chain thereof is modified.
本実施形態に係るゴム組成物は、通常用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練して作製することができる。すなわち、第1工程(ノンプロ練り工程)で、ゴム成分に対し、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、得られた混合物に、最終工程(プロ練り工程)で加硫剤及び加硫促進剤を添加し、混合してゴム組成物を調製することができる。 The rubber composition according to the present embodiment can be produced by kneading according to a conventional method using a commonly used mixer such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll. That is, in the first step (non-professional kneading step), other additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and mixed with the rubber component, and the obtained mixture is mixed with the final step (professional kneading step). A rubber composition can be prepared by adding a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator and mixing them.
加硫条件としては、特に限定されないが、例えば、140〜180℃において、5〜120分間加硫するものであってもよい。 The vulcanization conditions are not particularly limited, but may be, for example, vulcanization at 140 to 180 ° C. for 5 to 120 minutes.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be shown, but the present invention is not limited to these examples.
ノンプロ練り工程において、イソプレンゴム100質量部に対して、亜鉛華2質量部、ステアリン酸1質量部を添加混合し(排出温度=150℃)、プロ練り工程で、硫黄0.5質量部、加硫促進剤1質量部を添加混合して(排出温度=90℃)、ゴム組成物を調製した。 In the non-professional kneading step, 2 parts by mass of zinc oxide and 1 part by mass of stearic acid are added and mixed with 100 parts by mass of isoprene rubber (discharge temperature = 150 ° C.), and 0.5 parts by mass of sulfur is added in the professional kneading step. A rubber composition was prepared by adding and mixing 1 part by mass of a vulcanization accelerator (discharge temperature = 90 ° C.).
上記各成分の詳細は以下の通りである。
・イソプレンゴム:JSR(株)製「IR2200」
・亜鉛華:三井金属鉱業(株)製「亜鉛華3号」
・ステアリン酸:花王(株)製「ルナックS−20」
・硫黄:鶴見化学工業(株)製「粉末硫黄」
・加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製「ノクセラー CZ−G」
Details of each of the above components are as follows.
-Isoprene rubber: "IR2200" manufactured by JSR Corporation
・ Zinc Oxide: “Zinc Oxide No. 3” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
-Stearic acid: "Lunac S-20" manufactured by Kao Corporation
・ Sulfur: "Powdered sulfur" manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
-Vulcanization accelerator: "Noxeller CZ-G" manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
得られたゴム組成物について、表面粗さの異なる金属板をモールドとして用いて、所定厚さになるように厚さ方向に加圧しながら160℃で加硫し、6cm×4cmcmの加硫ゴムサンプルを作成した。加硫時間は、JIS K6300−2に記載の90%加硫時間(t90)を適用した。 The obtained rubber composition was vulcanized at 160 ° C. using metal plates having different surface roughness as a mold while pressurizing in the thickness direction so as to have a predetermined thickness, and a 6 cm × 4 cm cm vulcanized rubber sample. It was created. As the vulcanization time, the 90% vulcanization time (t90) described in JIS K6300-2 was applied.
得られた各加硫ゴムサンプルについて、厚さと表面粗さを測定した。測定方法は次の通りである。
・厚さ:シックネスゲージにて測定する。
・表面粗さ(面の算術平均高さSa(μm)):キーエンス株式会社製「形状解析レーザ顕微鏡VK−X150/X160」、対物レンズ100倍を用いて測定する。
The thickness and surface roughness of each of the obtained vulcanized rubber samples were measured. The measurement method is as follows.
-Thickness: Measure with a thickness gauge.
-Surface roughness (arithmetic mean height Sa (μm) of the surface): Measured using "Shape Analysis Laser Microscope VK-X150 / X160" manufactured by KEYENCE CORPORATION and an objective lens 100 times.
次いで、得られた各加硫ゴムサンプルを40℃以下のトルエンに12時間以上浸漬した後、サンプルをシリコンウエハ上に載置し、40℃以下、2000Pa以下で8時間以上乾燥させた。次いで、加硫ゴムサンプル表面に金を蒸着させた。 Next, each of the obtained vulcanized rubber samples was immersed in toluene at 40 ° C. or lower for 12 hours or more, and then the sample was placed on a silicon wafer and dried at 40 ° C. or lower and 2000 Pa or lower for 8 hours or longer. Next, gold was deposited on the surface of the vulcanized rubber sample.
CAMECA株式会社製「NanoSIMS 50L」を用い、加硫ゴムサンプルの任意の測定範囲(8μm×8μm)において、次の測定条件で測定した。
[測定条件]
一次イオン種:セシウムイオン(Cs+)
ビームスポット:0.1μm2
積算回数:20回
1ピクセルのビーム照射時間:1msec
Using "NanoSIMS 50L" manufactured by CAMECA, Inc., measurement was performed under the following measurement conditions in an arbitrary measurement range (8 μm × 8 μm) of the vulcanized rubber sample.
[Measurement condition]
Primary ion species: Cesium ion (Cs + )
Beam spot: 0.1 μm 2
Number of integrations: 20
測定結果に基づいて、サンプルの適否を次の指標に基づき評価した。
○:鮮明な画像が得られたため、サンプルとして適切である。
△:画像の一部に鮮明でない部分があるが、全体的には鮮明な画像が得られたため、サンプルとして適切である。
×:画像が全体的に鮮明でないため、サンプルとして不適である。
Based on the measurement results, the suitability of the sample was evaluated based on the following indicators.
◯: Since a clear image was obtained, it is suitable as a sample.
Δ: Although there is a part of the image that is not clear, a clear image was obtained as a whole, so that it is suitable as a sample.
X: The image is not clear as a whole, so it is not suitable as a sample.
結果は、表1に示す通りであり、厚さ500μm以下であり、面の算術平均高さ1.5μm以下のサンプルを使用した実施例1〜3は、得られた画像が鮮明であるか、鮮明でない部分があったとしても一部のみであるため、一次イオンビームをビームスポット0.25μm2以下で照射し、発生した二次イオンを測定する測定方法に用いるゴムサンプルとして適切であると評価できた。 The results are as shown in Table 1, and in Examples 1 to 3 using a sample having a thickness of 500 μm or less and an arithmetic mean height of the surface of 1.5 μm or less, whether the obtained image is clear or not. Even if there is an unclear part, it is only a part, so it is evaluated as suitable as a rubber sample used for the measurement method of irradiating the primary ion beam with a beam spot of 0.25 μm 2 or less and measuring the generated secondary ion. did it.
面の算術平均高さ1.5μm以下でないサンプルを用いた比較例1は、得られた画像が全体的に鮮明でないため、一次イオンビームをビームスポット0.25μm2以下で照射し、発生した二次イオンを測定する測定方法に用いるゴムサンプルとしては不適であった。 In Comparative Example 1 using a sample whose surface arithmetic mean height was not 1.5 μm or less, the obtained image was not clear as a whole, so a primary ion beam was irradiated at a beam spot of 0.25 μm 2 or less, and the second was generated. It was unsuitable as a rubber sample used in the measurement method for measuring the next ion.
本発明のゴム組成物の分析方法は、タイヤ用ゴム組成物などの各種ゴム組成物の分析に用いることができる。 The rubber composition analysis method of the present invention can be used for analysis of various rubber compositions such as tire rubber compositions.
1・・・試料導入室
2・・・イオン源
3・・・分析室
4・・・エネルギーアナライザ
5・・・質量分析計
6・・・検出器
1 ...
Claims (2)
The method for analyzing a rubber composition according to claim 1, wherein the volatile low molecules contained in the vulcanized rubber are extracted with a solvent and then measured.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019209799A JP2021081335A (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Analytical method of rubber composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019209799A JP2021081335A (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Analytical method of rubber composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021081335A true JP2021081335A (en) | 2021-05-27 |
Family
ID=75966281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019209799A Pending JP2021081335A (en) | 2019-11-20 | 2019-11-20 | Analytical method of rubber composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021081335A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5191211A (en) * | 1992-03-23 | 1993-03-02 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Thermal desorption method for separating volatile additives from vulcanizable rubber |
JPH06107803A (en) * | 1992-09-25 | 1994-04-19 | Nippon Valqua Ind Ltd | Fluororubber for use in vacuum and its production |
WO2011068394A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | Kossan Sdn Bhd | Elastomeric rubber and rubber products without the use of vulcanizing accelerators and sulfur |
JP2016098357A (en) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 住友ゴム工業株式会社 | Fender rubber composition |
-
2019
- 2019-11-20 JP JP2019209799A patent/JP2021081335A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5191211A (en) * | 1992-03-23 | 1993-03-02 | Bridgestone/Firestone, Inc. | Thermal desorption method for separating volatile additives from vulcanizable rubber |
JPH06107803A (en) * | 1992-09-25 | 1994-04-19 | Nippon Valqua Ind Ltd | Fluororubber for use in vacuum and its production |
WO2011068394A1 (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-09 | Kossan Sdn Bhd | Elastomeric rubber and rubber products without the use of vulcanizing accelerators and sulfur |
JP2016098357A (en) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 住友ゴム工業株式会社 | Fender rubber composition |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
DIAS, ANTHONY J.: "CURATIVE MIGRATION IN RUBBER COMPOUNDS CONTAINING BROMINATED POLY(ISOBUTYLENE-CO-4-METHYLS TYRENE)", RUBBER CHEMISTRY AND TECHNOLOGY, vol. VOLUME 69 NUMBER 4, JPN6023021345, 1996, pages 615 - 627, ISSN: 0005108240 * |
OOIJ, W. J. VAN: "Application of Static SIMS to the Study of Rubber Cross-linking", SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS, vol. 11, JPN6023021346, 1988, pages 539 - 541, ISSN: 0005157948 * |
村瀬篤: "飛行時間二次元イオン質量分析による硫黄架橋EPDMの熱酸化挙動の解析", マテリアルライフ学会 第25回研究発表会,特別講演会 予稿集, JPN6023021344, 3 July 2014 (2014-07-03), pages 35 - 36, ISSN: 0005108239 * |
竹内美由紀: "二次元高分解能二次イオン質量分析装置(NanoSIMS)を用いた生物試料の元素イメージング", PLANT MORPHOLOGY, vol. 26巻(2014) 1号, JPN6023021343, 2014, pages 19 - 23, ISSN: 0005157949 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2013065809A1 (en) | Deterioration analyzing method | |
JP2007051934A (en) | Mass axis calibration method in time-of-flight secondary ion mass analysis method | |
JP6743477B2 (en) | Vulcanized material analysis method | |
US10168289B2 (en) | Method for evaluating crosslink concentration in crosslinked rubber | |
JP6348295B2 (en) | How to determine the chemical state of sulfur | |
JP2021081336A (en) | Analytical method of rubber composition | |
JP6219607B2 (en) | Chemical state measurement method | |
US10794893B2 (en) | Method for estimating abrasion resistance and fracture resistance | |
JP2021081335A (en) | Analytical method of rubber composition | |
JP2018096905A (en) | Abrasion proof performance prediction method | |
JP7555240B2 (en) | Method for analyzing rubber compositions | |
JP6935681B2 (en) | How to evaluate the dispersion of silica aggregates | |
JP2019045411A (en) | Sample analysis method | |
Lyu et al. | Spatial distribution of silica fillers in phase‐separated rubber blends investigated by three‐dimensional elemental mapping | |
JP6769123B2 (en) | Method for measuring crosslink density | |
JP5767477B2 (en) | How to observe rubber materials | |
JP2015072141A (en) | Life prediction method of polymer material | |
JP6900781B2 (en) | Sample observation method | |
KR101639130B1 (en) | EPMA for element in steel | |
JP6822160B2 (en) | Evaluation method for sheet scraping of polymer composite materials | |
JP6460730B2 (en) | Vulcanized rubber composition for tire and pneumatic tire | |
JP5993218B2 (en) | How to observe rubber materials | |
JP2006153751A (en) | Ion beam analyzer | |
Satoh et al. | A mass spectrometry imaging method for visualizing synthetic polymers by using average molecular weight and dispersity as indices | |
JP2021085750A (en) | Adhesion state evaluation method of rubber metal composite body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230516 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230530 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230718 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20230830 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230904 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230926 |