タルクなどの材料でプラスチックの耐熱性を向上させる方法
タルクなどの材料でプラスチックの耐熱性を向上させる方法
プラスチックの耐熱性を向上させるには、分子運動を抑制することが主な方法です。一般的な改質方法には次のようなものがあります。
1.分子構造の改良による耐熱性の向上
3次元分子ネットワーク構造を構築する
高分子材料の分子モデルを3次元ネットワーク構造に変換することで、分子運動を大幅に抑制し、耐熱性を向上させることができます。
芳香族環と脂環式構造を導入する
分子構造中に移動困難な芳香環や脂環式構造を付加することで分子鎖の剛性を高め、耐熱性を向上させることができる。
極性グループを追加する
分子鎖に極性基（ヒドロキシル基やアミノ基など）を導入すると、水素結合などの分子間力によって分子の動きが制限され、材料の熱安定性が向上します。
耐熱改質剤のご紹介
サム-I や N-フェニルマレイミドなどの耐熱改質剤を使用することで、ポリマー材料の耐熱性を高めることができます。例:
サム-I 耐熱改質剤：スチレン、アクリロニトリル、N-フェニルマレイミドの三元共重合体で、剛性と熱安定性が高く、アブソリュート、PVCなどとブレンド可能です。
N-フェニルマレイミド：天然ゴム、合成ゴムの加硫架橋剤として使用され、樹脂の耐熱性、耐衝撃性、加工性を向上させる効果もあります。
2. 充填改質による耐熱性の向上
プラスチックにフィラーを加えると、耐熱性が大幅に向上します。特に無機鉱物フィラーは効果的で、粒子サイズが小さいほど改質効果は高くなります。
ナノスケール充填剤
PA6 に 5% のナノモンモリロナイトを追加すると、熱変形温度が 70°C から 150°C に上昇します。
PA6 に 10% のナノウォラストナイトを追加すると、熱変形温度が 70°C から 160°C に上昇します。
従来のフィラー
ＰＢＴ に 30% のタルクを添加すると、熱変形温度が 55°C から 150°C に上昇します。
ＰＢＴ に 30% のマイカを追加すると、熱変形温度が 55°C から 162°C に上昇します。
一般的に使用される充填剤には、炭酸カルシウム、タルク、珪灰石、雲母、焼成粘土などがあります。
3.補強材の改良による耐熱性の向上
強化繊維を添加すると、プラスチックの耐熱性をより効果的に向上させることができます。一般的に使用される強化材料には、アスベスト繊維、ガラス繊維、炭素繊維などがあります。
結晶性樹脂強化改質
ＰＢＴ には 30% のガラス繊維が追加され、熱変形温度が 66°C から 210°C に上昇します。
PA6 には 30% のガラス繊維が追加されており、熱変形温度は 70°C から 215°C に上昇します。
ピーク に 30% のガラス繊維を追加すると、熱変形温度が 230°C から 310°C に上昇します。
非結晶性樹脂強化改質
アブソリュート に 30% のガラス繊維を追加: 熱変形温度が 83°C から 110°C に上昇します。
パソコン に 30% のガラス繊維を追加: 熱変形温度が 132°C から 143°C に上昇します。
