JP2015152533A - 硫黄の化学状態を調べる方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硫黄が不均一に存在する硫黄含有高分子材料に、ビームサイズ垂直500μm×水平500μm以下のX線を照射し、X線のエネルギーを変えながらX線吸収量を測定することにより、硫黄の化学状態を調べる方法に関する。
【選択図】なし
Description
前記X線を用いて走査するエネルギー範囲を2300〜4000eV及び/又は100〜280eVとすることで、硫黄K殻吸収端付近及び/又は硫黄L殻吸収端付近の硫黄のX線吸収量を測定することが好ましい。
試料を透過してきたX線強度を検出する方法である。透過光強度測定には、フォトダイオードアレイ検出器などが用いられる。
試料にX線を照射した際に発生する蛍光X線を検出する方法である。検出器は、Lytle検出器、半導体検出器などがある。前記透過法の場合、試料中の含有量が少ない元素のX線吸収測定を行うと、シグナルが小さい上に含有量の多い元素のX線吸収によりバックグラウンドが高くなるためS/B比の悪いスペクトルとなる。それに対し蛍光法(特にエネルギー分散型検出器などを用いた場合)では、目的とする元素からの蛍光X線のみを測定することが可能であるため、含有量が多い元素の影響が少ない。そのため、含有量が少ない元素のX線吸収スペクトル測定を行う場合に有効的である。また、蛍光X線は透過力が強い(物質との相互作用が小さい)ため、試料内部で発生した蛍光X線を検出することが可能となる。そのため、本手法は透過法に次いでバルク情報を得る方法として最適である。
試料にX線を照射した際に流れる電流を検出する方法である。そのため試料が導電物質である必要がある。また、表面敏感(試料表面の数nm程度の情報)であるという特徴もある。試料にX線を照射すると元素から電子が脱出するが、電子は物質との相互作用が強いため、物質中での平均自由行程が短い。
(1)集光ミラーなどで、測定位置のX線のビームを集光する方法
(2)スリットで余分な光をカットすることで、ビームサイズを小さくする方法
(ゴム材料)
以下の配合内容に従い、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を充填率が58%になるように(株)神戸製鋼所製の1.7Lバンバリーミキサーに充填し、80rpmで140℃に到達するまで混練した(工程1)。工程1で得られた混練物に、硫黄及び加硫促進剤を以下の配合にて添加し、160℃で20分間加硫することでゴム材料を得た(工程2)。
天然ゴム50質量部、ブタジエンゴム50質量部、カーボンブラック60質量部、オイル5質量部、老化防止剤2質量部、ワックス2.5質量部、酸化亜鉛3質量部、ステアリン酸2質量部、粉末硫黄1.2質量部、及び加硫促進剤1質量部。
なお、使用材料は以下のとおりである。
天然ゴム:TSR20
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製BR150B
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN351
オイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−1,3−ジメチルブチル−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
酸化亜鉛:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
ステアリン酸:日油(株)製の椿
粉末硫黄(5%オイル含有):鶴見化学工業(株)製の5%オイル処理粉末硫黄(オイル分5質量%含む可溶性硫黄)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
(1)垂直15μm×水平15μm
(2)垂直100μm×水平100μm
(3)垂直1mm×水平2mm
各試料について、XAFSを使用して、X線吸収スペクトルを得た。
(使用装置)
XAFS:SPring−8 BL27SUのBブランチのXAFS測定装置
(測定条件)
輝度:1×1016photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw
光子数:5×1010photons/s
分光器:結晶分光器
検出器:SDD(シリコンドリフト検出器)
測定法:蛍光法
エネルギー範囲:2360〜3500eV
Claims (4)
- 硫黄含有高分子材料に、ビームサイズ垂直500μm×水平500μm以下のX線を照射し、X線のエネルギーを変えながらX線吸収量を測定することにより、硫黄の化学状態を調べる方法。
- 硫黄含有高分子材料は、硫黄が不均一に存在するものである請求項1記載の硫黄の化学状態を調べる方法。
- X線を用いて走査するエネルギー範囲を2300〜4000eV及び/又は100〜280eVとすることで、硫黄K殻吸収端付近及び/又は硫黄L殻吸収端付近の硫黄のX線吸収量を測定する請求項1又は2記載の硫黄の化学状態を調べる方法。
- X線は、光子数が107photons/s以上、輝度が1010photons/s/mrad2/mm2/0.1%bw以上である請求項1〜3のいずれかに記載の硫黄の化学状態を調べる方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017198548A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 東洋ゴム工業株式会社 | 高分子材料の硫黄架橋形態解析方法 |
JP2017201252A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 住友ゴム工業株式会社 | 加硫系材料分析方法 |
JP2017219476A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 住友ゴム工業株式会社 | 架橋密度の測定方法 |
JP2018096905A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 住友ゴム工業株式会社 | 耐摩耗性能予測方法 |
JP2020101456A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Toyo Tire株式会社 | X線吸収スペクトルの取得方法及び検量線の作成方法 |
JP2020101454A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Toyo Tire株式会社 | 高分子材料の硫黄架橋構造解析方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002214162A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Tanaka Scientific Ltd | X線吸収端を用いた含有率測定方法及び装置 |
JP2003221466A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用トレッドゴム |
US20120321039A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Uop Llc | Solid material characterization with x-ray spectra in both transmission and fluoresence modes |
WO2013065809A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 劣化解析方法 |
-
2014
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002214162A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-31 | Tanaka Scientific Ltd | X線吸収端を用いた含有率測定方法及び装置 |
JP2003221466A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-05 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | タイヤ用トレッドゴム |
US20120321039A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Uop Llc | Solid material characterization with x-ray spectra in both transmission and fluoresence modes |
WO2013065809A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 劣化解析方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WANWISA PATTANASIRIWISAWA, JARUWAN SIRITAPETAWEE, ORASA PATARAPAIBOOLCHAI AND WANTANA KLYSUBUN: ""Structural analysis of sulfur in natural rubber using X-ray absorption near-edge spectroscopy"", JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, vol. 15, no. 5, JPN6014003751, September 2008 (2008-09-01), GB, pages 510 - 513, XP055239045, ISSN: 0003664667, DOI: 10.1107/S0909049508015173 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017198548A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 東洋ゴム工業株式会社 | 高分子材料の硫黄架橋形態解析方法 |
JP2017201252A (ja) * | 2016-05-02 | 2017-11-09 | 住友ゴム工業株式会社 | 加硫系材料分析方法 |
JP2017219476A (ja) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 住友ゴム工業株式会社 | 架橋密度の測定方法 |
JP2018096905A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 住友ゴム工業株式会社 | 耐摩耗性能予測方法 |
JP2020101456A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Toyo Tire株式会社 | X線吸収スペクトルの取得方法及び検量線の作成方法 |
JP2020101454A (ja) * | 2018-12-21 | 2020-07-02 | Toyo Tire株式会社 | 高分子材料の硫黄架橋構造解析方法 |
JP7139238B2 (ja) | 2018-12-21 | 2022-09-20 | Toyo Tire株式会社 | 高分子材料の硫黄架橋構造解析方法 |
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