住友橡膠工業(yè)公司2016年12月2日公布了在提高汽車輪胎性能方面的研究成果。該公司材料開發(fā)本部材料策劃部部長石田博一宣布,“全球首次在試管內(nèi)合成出了天然橡膠”。該公司在試管內(nèi)成功合成天然橡膠,目標(biāo)是查明其機(jī)理,從而開發(fā)具有高附加值的輪胎。
據(jù)住友橡膠介紹,以前業(yè)界一直未能查明天然橡膠是在橡膠樹的酶的何種作用下合成的。酶的評測方法有兩種,一種是從植物中去除特定的酶來研究反應(yīng),另一種是在水中將反應(yīng)物(形成天然橡膠的單體)與酶混合來研究反應(yīng)。但前一種方法不能詳細(xì)分析植物內(nèi)的反應(yīng),而后一種方法則存在天然橡膠本來就不溶于水的問題。

在試管內(nèi)合成天然橡膠的工藝
因此,住友橡膠制備了可使天然橡膠存在于水中的膜。膜的外側(cè)具有親水性,膜的內(nèi)側(cè)具有疏水性,在膜的表面嵌入了與天然橡膠的合成有關(guān)的酶。研發(fā)人員將該膜和反應(yīng)物放入水中后,膜外的反應(yīng)物與酶發(fā)生反應(yīng),在膜內(nèi)生成了天然橡膠。這樣便可研究酶等是如何合成天然橡膠的問題了。該公司表示,這不僅有助于查明橡膠的合成機(jī)理,而且還有助于研究如何使天然橡膠實現(xiàn)穩(wěn)定供應(yīng)。
運用大型研究設(shè)施
另外,住友橡膠還使用利用多種研究設(shè)施及設(shè)備的開發(fā)方法“ADVANCED 4D NANO DESIGN”提高了輪胎的功能性。該方法利用大型輻射光設(shè)施“SPring-8”、大強度陽子加速器設(shè)施“J-PARC”以及超級計算機(jī)“京”,結(jié)合實驗和仿真手段開展研究。其中,利用SPring-8分析橡膠的構(gòu)造,利用J-PARC分析橡膠的運動,利用京模擬橡膠分子。2016年11月上市的“Enasave NEXT II”就是利用這種方法,使耐磨損性能提高了約51%。

“ADVANCED 4D NANO DESIGN”
住友橡膠在開發(fā)Enasave NEXT II時著眼于粘合劑。原來在聚合物(橡膠分子)與作為加強材料的硅石之間會產(chǎn)生很大的負(fù)荷,是提高耐磨損性上的一大課題。但利用新型粘合劑后,聚合物的可動范圍增大約50%,聚合物與硅石間的負(fù)荷得以減少,從而提高了耐磨損性。住友橡膠表示,利用J-PARC分析了硅石界面聚合物的運動,將粘合劑的可動范圍調(diào)整到了比以前更長的程度。

新型粘合劑聚合物的可動范圍得到增大
住友橡膠將分析天然橡膠并開發(fā)高功能生物質(zhì)材料,以此推動高性能輪胎的開發(fā)。(內(nèi)容來自:日經(jīng)技術(shù)在線)