商品ポリブタジエンとゴム廃棄物からの共有結合性適応ネットワーク

科学分野:

• 高分子科学
• 材料化学
• 持続可能な材料

背景:

• 従来のゴムは、その汎用性にもかかわらず、永続的な架橋のためにリサイクルが困難です。
• 共有結合性適応ネットワーク（CAN）は、刺激応答性、可逆的な架橋によりリサイクル性を向上させるソリューションを提供します。
• 既存のCANは触媒を必要とすることが多く、実用的な応用が制限されています。

研究 の 目的:

• 動的結合を用いたリサイクル可能なポリブタジエン系ゴムを作成するための触媒フリーの方法を開発すること。
• これらの新しいCANの化学的および機械的リサイクル可能性を調査すること。
• フィラーの組み込みとゴム廃棄物のこれらの適応ネットワークへのアップサイクルを検討すること。

主な方法:

• オレフィンメタセシスを介してポリブタジエンにジチオアクリリデン（触媒フリーの会合性動的結合）を組み込むこと。
• 多腕チオールを用いた修飾ポリブタジエンの架橋による適応ネットワークの形成。
• フィラーの組み込みとゴム廃棄物の改質を含む化学的および機械的リサイクルプロセス。

主要な成果:

• 得られたCANは、3サイクルで靭性が最大7倍に増加するなど、顕著なリサイクル性を示しました。カーボンファイバーやシリカなどのフィラーを組み込むことで強化複合材料が得られ、フィラーは化学リサイクルによって回収可能でした。加硫ゴム廃棄物は、リサイクル率90%の機械的リサイクル可能な複合材料にアップサイクルされました。

結論:

• 共有結合性適応ネットワークに基づくリサイクル可能なゴムを作成するための、新規の触媒フリーの方法が確立されました。
• 開発された材料は、複数のリサイクルサイクルを通じて強化された機械的特性と靭性を示します。
• このアプローチは、ゴム廃棄物を価値の高い再利用可能な材料にアップサイクルするための持続可能な経路を提供します。