日本名古屋大學於日前發表,與ZEON共同開發之橡膠材料「離子性熱塑性彈性體(i-SIS)」的耐衝擊性與一般使用於汽車保險桿、小型船舶船體的玻璃纖維強化塑膠(GFRP)相比,具有更為優異的性能。新開發的i-SIS利用了已達到工業化製程的「Polystyrene-b-Polyisoprene-b-Polystyrene(SIS)團聯聚合物(Block Polymer)」,並對其Polyisoprene部位部分導入離子性官能基,現已確認拉伸強度為43.1 MPa、韌性480 MJ/m3,相較於既有SIS,具有4倍以上的數值,達到世界最高等級的韌性。
然而若將i-SIS利用做為結構材料的話,相較於拉伸強度、韌性等機械特性,研究團隊則更著重於i-SIS的耐衝擊性。研究團隊將一個頂端直徑為16 mm半球形的重物(約3 kg)落下,使其與同樣厚度的i-SIS樣品碰撞,估計對樣品下方基材產生不可逆龜裂、凹痕所需的能量,藉此評估i-SIS的耐衝擊性。
評估結果顯示,若將未導入離子性官能基的既有SIS耐衝擊性視為1的話,i-SIS則具有3.1倍的耐衝擊性,且調整離子的種類、價數的話,最大可提升至4.4倍。為了進行比較,研究團隊將GFRP以同樣方法進行了耐衝擊性評估,確認GFRP的數值為SIS的3.6倍。由此可知,i-SIS的耐衝擊性相當於高強度複合樹脂材料,且經過離子種類或價數調整的i-SIS則表現出更為優異的耐衝擊性。此外,研究團隊也指出i-SIS不僅輕量,且兼具橡膠類的機械特性、熱塑性、高度耐衝擊性,並適用於工業生產,今後若能利用於汽車等運輸工具框體或相關零組件的話,將可望促進運輸工具的輕量化、低油耗化。