有效抑制开裂的聚合物微粒橡胶材料——不会劣化且可回收利用

日本信州大学的研究小组开发出一种可有效抑制开裂的聚合物微粒橡胶材料，其不会劣化且可回收利用。

在这项研究中，作为尺寸为数十纳米的聚合物微粒，研究小组使用了分散在水中的胶体颗粒。胶体颗粒除了用于化妆品、涂料和纸张加工等领域外，还在智能手机等电子设备中用作填充部件之间间隙的垫片。

当对含有该颗粒的微粒分散液（合成胶乳）实施干燥时，微粒彼此相互熔接而形成微粒薄膜。在这项研究中，由于仅使用水和微粒，不使用有机溶剂，因此微粒薄膜中存在的微粒之间的界面(微粒间的粘合面)容易成为断裂点，存在脆弱性的问题。

另一方面，在强化该薄膜时，目前需要使用对环境和人体有害的添加物，或者实施特殊加工将填料等掺入材料中。因此，亟需一种不使用有害添加物的同时能够克服脆弱性的方法。

对此，该研究小组使用由丙烯酸乙酯（一种丙烯酸酯单体，用作粘合剂和橡胶材料的原料）制成的微粒，制备了一种具有高拉伸性且不易开裂的微粒薄膜。该薄膜同时具备高伸缩性和高强度这两个相互矛盾的特性。

研究小组进行了撕裂试验，研究了对微粒薄膜进行切割时的耐久性，结果发现，切口处产生的裂纹具有难以扩展的特性。

当在薄膜上的一处切割并进行拉伸时，正常的薄膜会从切口处持续开裂，并最终断裂。然而，如图所示，新开发的这种薄膜会延伸，从而阻止开裂。