二酸化炭素雰囲気下における SEBS/oil 系の粘弾性および発泡挙動との関連性
Viscoelasticity of SEBS/oil system under carbon dioxide atmosphere and its foaming behavior（山形大学）○永幡拓馬（正）杉本昌隆（正）小山清人（正）Sathish K Sukumaran（正）青木雄二
Abstract
We investigate the effect of viscoelasticity of SEBS/oil systems on the cell size. As a result of foaming experiment, there was abig difference in the bubble diameter between each foaming temperature of 50℃ and 75℃. From the dynamic visoelasticity
measurement under ambient atmosphere pressure, a big difference was not seen in G’ of those samples . However, whencarbon dioxide was dissolved, the substantial change was seen in G’ between 50℃ and 75℃. The difference of G’ influenced thecontrol of the bubble growth. And the bubble diameter has been greatly changed.
Keywords: Foam , Carbon dioxide , Rheology , Dynamic viscoelasticity

1.緒言

SEPTON8004（Mw=81,000g/mol）スチレン含有

熱可塑性エラストマーは自動車用途などを中率 31wt%である。パラフィン系オイルは出光興心に二酸化炭素(CO2)を用いた発泡製品の開発が産（株）製の PW90（Mw=539g/mol）を用いた。

行われている。この発泡成形では、作成した発泡体の気泡構造を決める重要な要因のひとつに超臨界CO2溶解時の流動特性がある。現在までにPP,LDPE等の均一ポリマーにおいて超臨界流体を含SEBS/oil=100/0, 75/25, 50/50, 25/75 の重量比率
で SEBS にオイルをドライブレンドし、溶融混練により試料を作成した。測定用にプレス成形を行った後、140℃で 24 時間アニーリング処理を行った。

浸させた際の粘弾性特性が調査された。
熱可塑性エラストマーのようなブロックコポ
リマーではその発泡性について多くの研究がさ

2.2 発泡実験
発泡剤としてCO2を用い、発泡温度：25,50,75℃、れている。しかし、樹脂粘弾性との関係性につい圧力：10MPaで発泡実験を行った。セル構造は液ては十分な検討がなされていない。そこで、本研

体窒素中で破断したサンプルの断面を走査型電究では、SEBS/oil 系を用いて、二酸化炭素溶解時子顕微鏡（SEM）で観察した。の粘弾性挙動と作製された発泡体の発泡性の関連性について報告する。

CO2 含浸量は磁気浮遊天秤を用いて測定した。
測定には直径：20mm、厚さ：0.5mm のディスク状の試験片を用いた。

2.実験
2.1 試料と試料作製
実 験 に 用 い る SEBS は ク ラ レ ( 株 ) のTakumaNAGAHATA, Masataka SUGIMOTO ,Yuuji AOKI ,Sathish K Sukumaran,
Kiyohito KOYAMA
Dept of Polymer Science and Engineering
Yamagata University, Yonezawa 992-8510,
JAPAN
E-mail:nagahata@ckpss.yz.yamagata-u.ac.jp

2.3 動的粘弾性測定
動的粘弾性測定はMCR-301(Anton Paar社製、PhysicaMCR301)を用い、試料：SEBS75、周波数：10-1〜102rad/s、ひずみ：2％、測定温度：50.75℃で行った。また、二酸化炭素溶解時の測定には高圧セルを用いた。

3.結果及び考察見られた。また、発泡体の気泡径は発泡温度・オ3-1 動的粘弾性測定（大気圧下）

イル量に依存して大きく変化することが発泡実

Fig 1 に、大気圧下での SEBS/oil25,50wt%の貯験により分かった。SEBS トリブロック共重合体

蔵弾性率（G’）を示す。SEBS/oil50wt％において、では、PS−PEB の構造に由来する粘弾性によっ

210℃以下では G’は周波数に依存せず、ゴム状のて、気泡径に大きく影響を及ぼすということが分性質を示し、物理ゲルを形成していることがわかかった。
6る。しかし、25wt％では温度増加に対して、G’10は下方向へシフトする挙動を示した。これにより、

10G'[Pa]ォロジーが変化し、それが粘弾性に大きく影響し

5G'[Pa]25〜50wt％の間で PS 相と PEB 相からなるモルフ

106410230℃
250℃
270℃
290℃

310ていることが考えられる。また、この粘弾性の違10510419021021521621721822022523001010322

いが発泡形態へ及ぼす影響について調査するた10-1100110210 -1
1021010

ω[rad/s]

め、発泡体の気泡径について調査した。

1025wt%ω[rad/s]

150wt%

Fig1 , Storage modulus of eachamount of oil addition

3-2 発泡形態観察
Fig 2 に、各オイル添加 SEBS の発泡温度に対100する平均気泡径の変化を示す。オイル添加量を増Average cell size [µm]やした際、①25wt%と 50wt％の間で気泡径に大きな違いが見られた。また、発泡温度を上げた際には、②50℃と 75℃の間で気泡径に大きな違いが見られた。①のオイル添加量による気泡径の違い
は、3-1 動的粘弾性結果より粘弾性の違いが効いoil0wt％oil25wt％
oil50wt％
oil75wt％

806075wt%
50wt%②①4025wt%
0wt%

20ているものと考えられる。
0発泡温度差による気泡径の違いと粘弾性との0255075100o

関連を調査するため、大気圧下と高圧下で動的粘弾性測定を行った。

Foaming Temperature [C ]Fig.2 Cell size against foaming temperaturefor foamed SEBS/oil system.

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3-3 動的粘弾性測定（CO2 溶解時）
大気圧下及び高圧下で動的粘弾性測定を行っに広い周波数領域で高い G’を示した。しかし、二酸化炭素が溶解することで G’は大きく低下しG'[Pa]た結果を Fig.3 に示す。大気圧下では 50、75℃共104た。二酸化炭素が架橋点である PS 部分にも溶解することで、PS 相の凝集力が低下しネットワーク構造が弱くなり、G’を大きく低下させたと考えられる。
4.結言
オイル 25wt%と 50wt%では、G’に大きな違いが

50Co

50Co 10MPa

o75Co 10MPa

75C
103100ω[rad/s]

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Fig.3 Storage modulus of SEBS/oil75wt% ineach temperature and CO2 pressure.

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