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» 2016年12月14日 06時00分 公開

材料技術:天然ゴムより高性能の合成ゴム、ブリヂストンがバイオマスから生産 (2/2)

[齊藤由希,MONOist]
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天然ゴムに近い構造を合成ゴムで実現するには

分子構造の違い。ゴムにはシス構造が必要 分子構造の違い。ゴムにはシス構造が必要(クリックして拡大) 出典:ブリヂストン

 重合反応を起こした後のポリイソプレンの構造には、シス、トランス、ビニルの3つがあり、トランスやビニルだとゴムではなくプラスチックになってしまう。シス構造の比率を高めることがゴムとして利用する必須条件となる。天然ゴムの場合でシス構造の比率がほぼ100%だ。

 従来のポリイソプレンゴムはシス構造の割合が94.0〜98.5%で、天然ゴムの代替とするには性能として至らなかった。また、シス構造の比率を上げるための構造の制御も困難だった。

 今回、ガドリニウム触媒の構造を見直すことにより、40℃以上でもポリイソプレンゴムの構造を制御することができるようになった。シス構造の比率は99.0〜99.9%で、ゴムの性能としては天然ゴムに匹敵する。シス構造が最適な長さとなるように分子量をコントロールしており、分子量のばらつきを抑えている。イソプレンからポリイソプレンを合成する効率も従来のガドリニウム触媒の600倍まで向上できた。

合成ゴムがタイヤの燃費性能と耐久性をさらに向上できる

タイヤ材料を試作して性能評価を行った結果、合成ゴムが天然ゴムを上回った タイヤ材料を試作して性能評価を行った結果、合成ゴムが天然ゴムを上回った(クリックして拡大) 出典:ブリヂストン

 ガドリニウム触媒で合成したポリイソプレンゴムでタイヤ材料を作成し、性能評価を行ったところ、耐破壊物性と燃費性能において、天然ゴムを上回る良好な結果だったという。製品化の目標は2020年代としているが「用途は未定だ。天然ゴムは全てのタイヤで使われるので、乗用車用に限らず可能性は広がっている」(迎氏)。

 また、今回発表した合成ゴムについては、競合他社との差別化につなげるのではなく、必要であれば業界全体で共有して活用していきたいとしている。今後は、調達先とガドリニウム触媒を使った合成ゴムの生産について協力を仰ぎながら量産体制を整える。

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