劣化なくリサイクル可能な高分子微粒子から亀裂が進みにくいゴム材料を開発～添加物・有機溶剤フリー、バイオマテリアルへの応用に期待～

2023-06-19

2023-06-17 信州大学,科学技術振興機構,横浜ゴム株式会社

ポイント

高分子材料のさらなる安全性・耐久性の向上が望まれています。
マイクロスケールより小さな高分子の粒（高分子微粒子）と水のみから成る微粒子分散液を乾燥させるだけで微粒子フィルムを作製できますが、弱い高分子材料となるため、有機溶剤を含むさまざまな添加剤の利用が不可欠です。
本研究では、環と軸から成るロタキサン分子を高分子微粒子の内部に導入することで、添加剤や有機溶剤を必要とせずに、高い伸縮性を有した亀裂が進みにくい微粒子フィルム（高分子材料）を実現しました。
さらに、微粒子のみから形成される本フィルムは、水とエタノールの混合溶媒に浸すだけで個々の微粒子に分解することができ、揮発性の高いエタノールを蒸発させることで、もとの微粒子分散液の状態に戻るリサイクル可能な材料です。

信州大学学術研究院（繊維学系）の鈴木大介准教授らの研究グループは、マイクロスケール（１マイクロメートルは、１００万分の１メートル）より小さな高分子の粒（高分子微粒子）の集合体である微粒子フィルム（高分子材料）において、切れ目（傷）から亀裂が進展しにくいゴム材料を作製できることを発見しました。本ゴム材料は、高分子微粒子と水のみからなる微粒子分散液から、水を蒸発させるだけで作製でき、微粒子フィルムの成形性を高めるために不可欠とされていた添加剤や有機溶媒などを一切使わず、亀裂に対して高い耐久性を持つ材料です。得られた微粒子フィルムは、水とエタノールの混合溶媒に浸すだけで微粒子個々に分解することができます。さらに、揮発性の高いエタノールを蒸発させることで、もとの高分子微粒子と水のみから成る微粒子分散液の状態に戻し、再度フィルム形成できるリサイクル可能な材料です。

本成果は、米国化学会「Ｌａｎｇｍｕｉｒ」誌へ日本時間２０２３年６月１７日に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ）研究成果最適展開支援プログラム（Ａ－ＳＴＥＰ）「産学共同（育成型）」（ＪＰＭＪＴＲ２０Ｔ６）（研究代表者：鈴木大介）、戦略的創造研究推進事業ＣＲＥＳＴ「分解・劣化・安定化の精密材料科学」（ＪＰＭＪＣＲ２１Ｌ２）（研究代表者：鈴木大介）の支援のもと行われました。