未來橡膠新材料發展(下)：材料世界網

林國權/工研院產經中心

JSR提出未來汽車工業將會出現三大挑戰，分別為：(a)天然資源的匱乏與環境保護、(b)數位化與通訊及(c)社會高齡化。而JSR根據這些挑戰點，開發了四樣技術，分別為：(1)能夠實現更薄或更輕重量部件的超高強度彈性體，(2)耐生物燃料的彈性體，(3)用於駕駛員輔助系統和自動駕駛汽車的電磁波吸收彈性體，(4)汽車傳感器的導電彈性體。而這些新材料需要聚合、配方、聚合物合金和加工等技術來輔助。

(1) 能夠實現更薄或更輕重量部件的超高強度彈性體：
對於全球環境的永續和減少環境汙染等問題，如何有效地利用石化能源是非常重要的，在這方面低燃料消耗技術是汽車工業中最大的挑戰之一。在輪胎工業中，需要使用更薄和更輕的輪胎來實現該目標。此外，隨著電動車EV的最新發展，預期在輪胎工業中這種趨勢將持續增強。

高強度彈性體是用於這種挑戰的解決方案之一，天然橡膠(NR)通常被認為是高強度彈性體的代表，科學家已知NR的應力誘導結晶有助於強度的提升；丙烯-丁二烯交替共聚物(PBR)也具有應力誘導結晶性，然而，由於缺乏立體規整度，與NR相比PBR僅表現出較弱的結晶性。JSR研究發現，新的催化劑設計能夠良好控制PBR的立體規則，開發的新型PBR表現出應力誘導結晶和超高抗拉強度，預期這種新的PBR能應用至輪胎。

(2) 耐生物燃料的彈性體：
以生物乙醇做為燃料的產品正在引入全球油品市場，作為減少二氧化碳的解決方案之一。然而，常規用於燃料軟管的NBR/PVC對於生質燃料卻有無法耐燃料油滲透性的缺點。在燃料油中約20％的乙醇含量下，可以觀察到NBR/PVC的最高燃料油滲透性。因此，開發生物燃料抗滲透性彈性體是必需的。JSR開發了NBR的新接枝聚合物，利用聚合物鏈的強相互作用，實驗證實這種新開發的NBR接枝聚合物顯示比常規材料有更低的燃料油滲透性(圖八所示)。特別是約20％的乙醇含量，滲透性接近常規材料滲透性的60％。

圖八、新型接枝NBR的生質油滲透性低於傳統常規NBR測試結果

(3) 用於駕駛員輔助系統和自動駕駛汽車的電磁波吸收彈性體：
未來汽車朝向開發無人駕駛的技術發展，在毫米波雷達(防撞系統)必須要有強的電磁波吸收材料來避免其發生事故，因此有開發電磁波吸收彈性體的需求(吸收完整電磁波，確保資訊上不會產生錯誤計算)。

傳統上，常使用介電材料或炭黑的填料，然而，由於需要較高的填料比例以實現足夠的性能，因此不容易獲得更薄和更輕的化合物。JSR開發了新型彈性體能精確地排列各項異性填料，使得填充料的比例不用太高即可呈現出高的電磁波吸收(如圖九該材料在76.5GHz處特別表現出高的電磁波吸收)，用於前端遠程雷達並具有更薄的厚度。