輪胎內部特定材料的奈米級觀測技術

 

刊登日期:2020/3/3
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住友橡膠與茨城大學共同合作,利用新開發的量子線顯微鏡,確立了可選擇性觀測輪胎內部各種材料的手法,並成功確認橡膠內硫磺架橋的密度,同時也是全球第一個達到如此鮮明等級的技術。善用這些圖像資料,將可望藉此導引出高性能(燃費性、耐磨耗性)輪胎的內部構造。對於已商業化上市的輪胎,亦可藉此技術進行評估,加速材料的研發,俾使輪胎更趨於高性能化。

輪胎由數十種材料組成而成,如天然橡膠、合成橡膠等聚合物,以及碳、二氧化矽等補強材料,並在輪胎內部形成階層構造。若想提升輪胎性能,即須個別觀察各種材料,解明其階層構造。尤其是賦予橡膠彈性的硫磺架橋構造,與橡膠強度或是劣化等經年累月後的變化有相當大的關係。

由茨城大學開發的「動態核自旋極化CV-SANS(Contrast variation - Small angle neutron scattering)裝置」可觀測零件產生的中子並找出構造。不過,以往想觀測中子,須將氫氣換成重氫,新手法則是透過高磁場或微波使氫的自旋極化,不需要換成重氫,因此可直接對市售或使用後的輪胎進行觀測。此外,一般觀測技術取得的圖像資料,通常會夾雜硫磺以外的補強材料資訊,但新手法則可將特定成分上色,以獲得鮮明的圖像。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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