ゴム・エラストマーの配合設計と疲労・劣化対策

過酷化する使用環境において、ゴム・エラストマーの耐久性向上や製品寿命の延長が求められています。 　本講座ではエラストマーの劣化の評価・解析、劣化メカニズムの推定、劣化抑制と長寿命化など「ゴム・エラストマーの劣化」に関する課題、対策を解説します。具体的には、原料の選択、製造工程での課題解決、製品での劣化対策など、配合設計、加工技術の説明とリンクさせながら解説します。

1. ゴム材料に使用される高分子物質の特徴
   1. 化学的特徴
   2. 物理的特徴
2. ゴム材料の特性
   1. ゴム材料の機械的性質
      1. 応力 – ひずみの関係
      2. 各種条件に対する応力-ひずみ曲線
         • 架橋密度
         • 使用条件
         • 環境条件
   2. ゴム材料の粘弾性特性
      1. ゴムのヒステレシス
         • ヒステレシスロス
         • 疲労劣化
   3. ゴム材料の疲労特性
      1. 応力-ひずみ曲線と製品設計
      2. ゴムの疲労破壊
         • 疲労寿命
         • 酸素の影響
3. 材料要因に由来する疲労と劣化
   1. 架橋構造の影響
   2. 充てん剤の影響
4. 外部刺激による疲労と劣化
   1. 力学的刺激
   2. 熱刺激
      1. 熱による物理的構造変化
      2. 熱による化学的構造変化
         • ゴム分子主鎖の切断と構造変化 (原料ゴムの選定、老化防止剤の選定)
         • 架橋構造の切断と構造変化 (架橋構造の種類、硫黄架橋について)
   3. 日光ばく露 (オゾン、光)
5. 耐老化性を向上する配合設計
   1. 硫黄による架橋
   2. 有機過酸化物による架橋
   3. 加硫方法の違い
6. 耐候性 (オゾンなど) を向上する配合設計
   1. オゾンによる影響を抑制
   2. 老化防止剤の選定
   3. 老化防止メカニズム
   4. 各種ゴムの耐オゾン性比較
   5. オゾン劣化防止法
7. 疲労寿命に影響する加工工程での問題点
   • 配合
   • 混合
   • 成形加工
   • 加硫
8. ゴム製品の劣化事例と対策
   1. 劣化原因の特定事例
      1. 自動車用タイヤ部材の市場での材質変化 -
   2. 劣化特性からみた長寿化技術 (ポリマー、配合剤などの選定)
   3. ゴム・プラスチック製品の寿命評価
• 質疑応答・名刺交換