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<ゴムって何?> No.2:ゴムの構造について(生ゴムと架橋ゴム)

生ゴムと架橋ゴムの違い

生ゴム(未加硫ゴム)

状態

  • ゴム原料(天然ゴム・合成ゴム)に薬品を配合した加硫(架橋)前の状態

  • まだゴム製品ではない「途中段階」

主な特長

  • やわらかく、ベタつきがある

  • 伸びるが、元に戻りにくい

  • 熱をかけると流動・変形しやすい

  • 形を作りやすく、加工性が高い

弱点

  • 強度が低い

  • 熱・油・摩耗に弱い

  • 時間が経つと劣化・変形しやすい

主な工程での役割

  • 押出、カレンダー、成形などの成形工程で使用

架橋(加硫)ゴム

状態

  • 生ゴムに熱と圧力を加え、加硫(架橋)した後の状態

  • 分子同士が結びつき、ゴムとしての性能が完成

主な特長

  • 弾性が高く、元に戻る力が強い

  • 引張強度・耐摩耗性・耐久性が向上

  • 使用環境に耐えられる性能を持つ

  • 形状が安定し、簡単には変形しない

弱点

  • 一度加硫すると再成形できない(熱可塑性樹脂との違い)

  • 硬さや特性の変更は不可

主な用途

  • シール材

  • 防振ゴム

  • ホース、パッキン

  • 工業用・インフラ用ゴム製品

生ゴムと架橋ゴムの分子構造の比較

生ゴムとは、架橋されていない状態のゴムを指します。(上図)

架橋ゴムとは、原料ゴムに架橋処理を施したゴムのことです。
架橋とは、ポリマー同士を連結し、物理的・化学的に物質の性質を変化させる処理を指します。(図中の赤い点が架橋点)

架橋処理によって分子鎖同士が化学的に結合され、架橋点が形成されます。

生ゴムの分子変形

こちらは、生ゴムと架橋ゴムにおけるゴム分子の変形を示した図です。

生ゴムの状態では、外から力を加えると分子鎖が伸びて変形しますが、その力を取り除いても、元の形には完全には戻りません。
これは、ゴム分子が分子鎖同士の絡み合いによって構成されており、変形の過程でその絡み合いが解け、分子鎖が切断・分離してしまうためです。

そのため、生ゴムの状態では、弾性変形というゴム本来の特性を十分に発揮することができません

架橋ゴムの分子変形 ― 弾性変形という特性

架橋ゴムでは、この架橋点の存在により、ゴム分子の絡み合いが変形途中で解けることを防ぎ、分子鎖同士が安定した構造を保つことができます。

その結果、力を加えても分子構造が保持され、力を取り除くと元の形状へと戻る
「弾性変形」というゴム特有の性質を得ることができます。

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