將CNF應用於輪胎補強,少量添加即可望提高油耗特性與使用壽命

 

刊登日期:2019/6/14
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日本橫濱橡膠公司確認了纖維素奈米纖維(CNF)對輪胎合成橡膠的補強特性。由於CNF屬親水性,難以均一分散於合成橡膠中,且若未能添加至一定量,將無法獲得其補強效果。橫濱橡膠即在合成橡膠微細分散於水中的乳膠(Latex)中,混合了凝膠狀的CNF分散液。雖然藉此達到了分散的目地,但乳膠的種類少,且難以適用於輪胎製程,因此將分散液適度地去除水份,並把形成糊狀的CNF與獨家添加劑以攪拌機混練,進而實現了與合成橡膠的固形分散。

橫濱橡膠利用此手法,在丁苯橡膠(SBR)與碳黑組成的化合物中添加CNF,予以架橋後以片狀樣本進行拉伸物性試驗,且為了看見拉伸過程中的構造變化,以日本大型同步輻射設施SPring-8的Frontier Softmaterial Beamline(FSBL)進行超小角X光散射(USAXS)測定。結果顯示,僅添加碳黑的樣品,龜裂現象以直線形展開,而添加了CNF的樣品,龜裂方式呈現不規則狀,因此抑制了龜裂的推進。此外,在添加了CNF的樣品內部,可以看到CNF網絡與橡膠的界面間存在著微細孔洞,故可判斷這些微細孔洞分散了破壞力,進一步抑制了龜裂的推進。

由於CNF的來源為植物纖維,屬於低環境負荷之生質素材,因此橫濱橡膠將CNF視為是少量添加即可提高輪胎的油耗特性或使用壽命之碳中和(Carbon Neutral)補強材料,今後也將擴大CNF在輪胎合成橡膠的應用,以達到早期的實用化。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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