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天然ゴムを凌駕する性能を持つ次世代ゴムの実現に可能性

ブリヂストンが分子構造を高度に制御したIRの合成に成功

タイヤ 2016-12-13

説明する迎宇宙中央研究所長(左)と会田昭二郎中央研究所担当付フェロー(本部長)


 ブリヂストンは12月13日、同社グローバル研修センター(東京都港区)で記者会見を開き、分子構造を高度に制御した次世代ポリイソプレンゴム(IR)の合成に成功したと発表した。IRは天然ゴムに最も近い性質を持つ合成ゴムだが、今回合成に成功した次世代IRは、天然ゴムを凌駕する性能を持つ次世代ゴムの実現に繋がる可能性を有する。今後、実用プロセスの条件検討、安定的なイソプレンの確保の検討を進め、2020年代の実用化を目指す。実用化に向けては、「ポリマーメーカーなどのパートナー探しを行う」(ブリヂストン)考えだ。

 乗用車用タイヤの重量比で約4分の1を占める天然ゴムは、他のゴムに勝るものがない引張強度や耐久性という長所を持つ反面、生産安定性や品質安定性に欠け、価格変動も激しいという短所を持っている。一方、従来のIRは生産安定性、品質安定性、加工性、反発弾性、動的発熱性に優れるものの、天然ゴムと比較すると引張強度や耐久性に劣るという点がある。

 今回の次世代IRはシス率が99.0-99.9%で、シス率がほぼ100%の天然ゴムと同様に分子ミクロ構造の規則性が極めて高く、また天然ゴムや従来のIRに比べ分子量のばらつきが小さいという特徴を持つ。そのため、タイヤ材料として用いると耐破壊物性や低燃費性能が天然ゴムよりも優れた性能を示す。

 同材料の合成には、同社が独自に開発した新しい重合触媒であるガドリニウム(Gd)触媒を使用。触媒の構造をデザインすることで、従来のGd触媒では不向きだった工業的な使用を可能にした。

 原料には再生可能資源であるバイオマス由来のイソプレンを使用することが可能。サステナブルマテリアルとしての利用も期待される。同社は、バイオマス原料から発酵によりイソプレンを抽出する技術を有しており、糖分から抽出することを考えている。使用する糖分については「どういったものを使用するかは検討中」(同)だとしている。

 ■新規ガドリニウム(Gd)触媒
 従来のIRはリチウム(Li)、チタン(Ti)、ネオジウム(Nd)触媒などを用いて製造される。今回、ブリヂストンが開発したのは、全く新しいGd触媒。Gd触媒を用いると、IRの分子構造を高度に制御できることが以前から知られていたが、0度以下という低温下で使用しなければならないなどの理由で、イソプレンをポリイソプレンに変換する能力である活性が低く、工業的に用いることが困難だった。新開発のGd触媒は、触媒の構造をデザインすることにより、工業的に一般的な40度以上で使用した場合もIRの構造を制御することが可能。新規Gd触媒の活性は1800個/分であり、従来のGd触媒に比べ600倍もの活性を示すため、実用性も兼ね備えている。

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