世界最高速之天然橡膠拉伸即時觀測技術

 

刊登日期:2018/9/19
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普利司通實現了全球最高速之即時觀測技術,可看到天然橡膠(NR)於拉伸時結晶動作。透過獨家的觀察系統,以千分之一秒單位的時間解析率(Temporal resolution),成功觀察到1秒內拉長至301倍長度時的變形過程。

研究人員認為,天然橡膠的拉伸結晶化與其物性大有關係,而這次亦證實了天然橡膠的拉伸結晶化,比起物性最接近的異戊二烯橡膠(Isoprene Rubber;IR)更快展開。該公司希望透過這次的觀察結果,進一步釐清輪胎中材料比例佔6成的天然橡膠所具備的優異物性。

天然橡膠在強度、壽命、接著性上的表現,都比合成橡膠來得優異,更重要的是龜裂不容易惡化下去。據推測,拉伸結晶化可能是原因之一,但目前沒有確切證據可證明此論。自1925年首次拍攝到天然橡膠拉伸的廣角X射線衍射影像之後,業界便不斷嘗試,試圖開發出觀察天然橡膠拉伸結晶化的技術。然而,這必須在接近輪胎使用時的環境下,也就是高速且連續的條件下做觀測,實在不容易。

該公司獨家開發出高速拉伸裝置,可將物體在1秒內拉伸至301倍,並將此裝置組合應用於大型同步輻射設施SPring-8上,成功實現了以千分之一秒單位的時間解析率,進行了全球最快速度的觀察。研究人員另將X線拍攝的變化與同時間拍到的樣品形狀變化,做了同步化並分析。結果發現,拉伸當下以X線射線衍射法拍出的影像中,看到了代表結晶化的規則圖樣。另一方面,合成橡膠施以相同的變形動作後,發現雖有拉伸結晶化的情況,但天然橡膠則較早形成結晶化。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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