概要
yet2の顧客であるゼオン株式会社は、超高張力歪みから95％回復する高伸縮性弾力性エラストマー（mSIS）の有用性について、コンパウンドメーカーや成形メーカーからのフィードバックを求めている。mSISは添加剤や改質剤となる可能性がある。考えられる用途としては、ロボットの皮膚、人工筋肉、高伸縮性フィルム、タッキファイヤー、ABS、ウレタン、アクリル、その他のプラスチックに弾性と応力緩和特性を付与するポリマー改質剤などがある。
mSISは、SIS（スチレン-イソプレン-スチレン）ブロック共重合体を改良したもので、従来のSISやSBSのような他の熱可塑性エラストマーブロック共重合体と比較して、改良された弾力性を示す。従来のSISを500％のひずみで延伸した場合のひずみ回復率は約30～40％、1000％のひずみで延伸した場合のひずみ回復率は約50～60％であった。しかし、この改良版SIS（mSIS）は1300％のひずみまで延伸でき、その後のひずみ回復率は95％である。
高いひずみ容量と大変形後のひずみ回復に加え、mSISは未改変のSISよりも高い引張強度を有し、持続的なひずみ負荷下で改善された応力緩和挙動を示す。
従来のSISは、ウレタン、ABS、アクリルなどの極性材料と混ざりにくかったが、mSISは混ざりやすく、破断伸び、歪回復率、引張強度、応力緩和能、強靭性、耐衝撃性などの特性を付与する改質剤として適している。例えば、ABS樹脂にmSISを添加すると耐衝撃性が向上し、ウレタンにmSISを添加すると脆性が抑制される。
主な特徴
- 高い伸縮性：破断前の引張ひずみは最大1300％。
- 優れた菌株回復率：48時間後には95％（SBSやSEBSよりはるかに高い）
- 他の熱可塑性エラストマーに比べて高い引張強度
- ロバストな応力緩和挙動と持続ひずみ下での耐久性
- 熱可塑性であるため、柔軟な加工が可能
- 多用途の改質剤：ABS、ウレタン、アクリルなどの極性材料と容易に混合できる。
- 炭化水素系溶剤に溶解する
- ほぼ透明にできる
- 予定価格：1kgあたり8ドル以下（為替レート118円＝1ドルとして計算）
技術だ：
mSISは、SISのイソプレンモノマーユニットに無水コハク酸を導入し、水素結合能を有する官能基を形成するゼオン独自の技術によって製造された変性SISである。
高い応力とひずみにさらされた後、すべての水素結合（L字型ブロックの2つの官能基のペア）は、回復の過程で再び開始または再結合する。強度と剛性は48時間後にはほぼ完全に回復する。
従来のSISに比べ、mSISは水素結合性官能基を持つため、同じひずみでより高い引張応力を示す。
SISとmSISの応力-ひずみ曲線の比較
mSISの最大の特徴は、大きな変形に対する堅牢性である。mSISは、大きなひずみで長時間伸長させても簡単には破断しない。例えば、SISとmSISを1300％のひずみで保持した場合、SISは伸長後8.3時間で破断するが、mSISは47時間たっても破断しない。
SISとmSISの応力緩和曲線の比較。矢印は最大応力を示す。
1300％のひずみで伸長したmSISは、応力を除去した後、顕著なひずみ回復挙動を示す。
mSISのひずみ容量とひずみ回復の実証
会社概要
ゼオン・コーポレーションは、1950年に設立された特殊エラストマー、ポリマー、特殊化学品に特化した33億ドル、3300人規模の化学会社である。同社は、強力なセメントや接着剤に使用できる高ニトリルゴム、アクリロニトリル・ブタジエン・コポリマーラテックス、樹脂、その他のゴム添加剤など、さまざまな製品を製造している。
