2015.01/21 混練プロセス（１６）

ポリウレタンRIMの普及が始まった時にゴム会社に入社し、しばらくしてシリコーンLIMSの市場が立ち上がった。リアクティブブレンドによるゴムの製造は、原材料が高くともプロセスコストが安価なために瞬く間に普及した。しかし力学物性の信頼性が加硫ゴムよりも劣るために特定の市場に普及し現在に至る。

バンバリーとロール混錬による加硫ゴムは１世紀以上の歴史があり、その最適化された力学物性の高い信頼性は、どれほど巧みな分子設計がなされたとしてもリアクティブブレンドのゴムで超えることができない。ポリウレタンRIMのタイヤへの応用研究資料を読む限り、最適化された加硫ゴムの信頼性は極めて高い。

しかしリアクティブブレンドでは練が必要無く、ただ混ぜるだけでゴムを製造することが可能でその簡易なプロセシングのメリットは大きい。さらにリアクティブブレンドでは、フローリーハギンズ理論に反するブレンドも実現可能である。新たなポリマーアロイを製造し、信頼性は劣るが加硫ゴムでは実現できない物性のゴムも製造できる可能性がある。

混錬プロセスでは実現できないリアクティブブレンドによる新規なポリマーアロイとして当方により開発されたポリエチルシリケートとフェノール樹脂のポリマーアロイを日本化学会で最初に発表した時にはSTAP細胞と同様の袋叩きにあった。以後この研究の学会発表は一切行わず論文発表のみで博士号を取得した。

なぜこの発表が日本化学会で問題になったのか。肝となる酸触媒を伏せたためと、あまりにもχが大きな組み合わせだったからである。すなわちノウハウとして重要な点を隠した結果信じてもらえなかったのである。

しかし分子レベルの分散を実現していたことは事実であり、その後速度論による均一固相反応を仮定した解析でもそれが示された。３０年経った今でもこの前駆体高分子を用いた事業が続いている現状を当時の先生方はどのように思われるだろうか。

ポリエチルシリケートとフェノール樹脂を混合するとすぐに２相に分離する。そこへ酸触媒を添加してもシリカの析出速度が速いために不均一になる、というのが専門家の常識的な見解であった。その数年後、ケイ素の側鎖に芳香環をつけた化合物を利用し、ππ相互作用を使った有機無機ハイブリッドの研究が発表され学会で評価されている。

しかしそのような小細工をしなくてもプロセシング一発で均一にできるほうが経済的で材料選択の自由度も広がる。科学よりも技術成果の実用性に注目するとともに、そこには新たな科学のヒントが隠れていることにも気がついてほしかった。技術者が学会発表で期待するのは、科学的でないことに対する批判ではなく新たな科学の芽を見つけてもらいたいのである。

例えば、高速撹拌を行うことによりポリエチルシリケートとフェノール樹脂は一瞬均一になる。これは実際に実験を行わないと気がつかない。また、この一瞬の現象は撹拌速度が遅い時には生じないのである。高速撹拌で発生する剪断流動で分子レベルまで一瞬均一化するのである。もし質問があったならこの点を説明したが、学会では単なる低レベルの混ぜ物扱いと決めつけるような質問の嵐だった。

混合と分散におけるプロセシングにおいて材料がどのように変性されるのかという研究を見たことが無い。主に添加剤に関する研究が行われている。混合と分散に関する研究がこのような状況なので、練プロセスにおける材料の変性に関する研究についても同様だが、最近山形大学でこの点に関する研究が行われている。

カテゴリー : 高分子