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ニトリルゴム(NBR)の熱劣化について

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1.はじめに
 前回のトピック「天然ゴム(NR)の熱劣化について」1)では天然ゴムの熱劣化を赤外分光分析により解析しました。しかしながら、天然ゴム以外のゴムではこれとは異なる挙動をとることが予想されます。そこで今回はニトリルゴム(NBR)について前回と同様に熱による劣化を赤外分光分析により解析しました。なお、この実験結果は平成30年度小規模研究の結果からの抜粋になります。

2.実験
【実験方法】
 試験品は市販されているニトリルゴム(NBR)を用いました。試験品をそれぞれ150, 200, 230, 270, 300, 340℃まで10℃/分で加熱し5分間保持したあと、室温まで戻し赤外分光分析を行いました。使用した分析装置はサーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製フーリエ変換赤外分光分析装置Nicolet iS50で、Geクリスタルを使用した一回反射ATR法で分析を行いました。

【実験結果】
 図1に赤外分光分析の結果を示します。

赤外スペクトル
図1 NBRの赤外スペクトル

 NBRの特徴的なピークは2237cm-1のCN伸縮振動及び969cm-1のトランス型の-CH=CH-面外変角振動です。また、1428, 1017cm-1のピークは無機充填剤の吸収によるものと考えられ、それぞれ炭酸カルシウム(CaCO3)、タルク(Mg3Si4O10(OH)2)のものと推測されます。1330~1090cm-1付近及び1724cm-1のピークはアクリルに起因するものと考えられ、粘着剤等ではないかと考えられます。
 加熱による変化をみてみると、969cm-1の-CH=CH-面外変角振動によるピークが温度の上昇とともに減少しているのがわかります。また図2に1800~1600cm-1の拡大図を示しました。

赤外スペクトル(拡大)
図2 NBRの赤外スペクトル(1800~1600cm-1を拡大して表示)

 この図から温度上昇とともに1717cm-1付近にピークが生じているのがわかります。このピークはカルボニル基によるものと考えられます。以上のことから、温度の上昇に伴い主鎖開裂とともに酸化によりカルボニル基が生じたと考えられます。

参考文献
1) 天然ゴム(NR)の熱劣化について
http://www.iri.pref.niigata.jp/topics/H31/R1rubber1.html

  問い合わせ:新潟県工業技術総合研究所
        県央技術支援センター   佐藤 亨
        TEL:0256-32-5271   FAX:0256-35-7228

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