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高分子材料の劣化・変色対策

高分子材料の劣化・変色対策

~劣化発生メカニズム、添加剤の最適処方、製品トラブルと対策、分析・評価~
高分子材料の劣化・変色対策の画像

目次

第1章 高分子の劣化・変色メカニズム

第1節 熱または光による高分子の劣化メカニズム
  • 1.高分子の酸化劣化
  • 2.熱による劣化の開始
  • 3.光による劣化開始
  • 4.連鎖生長反応に関わる諸因子
    • 4.1 アルキルラジカル (R・) の反応
      • 4.1.1 アルキルラジカル (R・) のβ 開裂
      • 4.1.2 アルキルラジカル (R・) の炭素炭素二重結合 (C=C) への付加
      • 4.1.3 アルキルラジカル (R・) 同士の反応
    • 4.2 アルキルぺルオキシラジカル (ROO・) ,アルコキシラジカル (RO・) の反応性
      • 4.2.1 アルキルペルオキシラジカル (ROO・) およびアルコキシラジカル (RO・) による水素引き抜き
      • 4.2.2 アルコキシラジカル (RO・) のβ 開裂
      • 4.2.3 アルキルペルオキシラジカル (ROO・) およびアルコキシラジカル (RO・) 同士の反応
      • 4.2.4 アルキルペルオキシラジカル (ROO・) の二重結合への付加
第2節 熱または光による高分子の劣化対策
  • 1.劣化防止の基本
  • 2.連鎖開始反応を抑止させる添加剤
    • 2.1 紫外線吸収剤 (光安定剤)
    • 2.2 過酸化物分解剤
  • 3.連鎖生長反応を停止させる添加剤
    • 3.1 アルキルペルオキシラジカル (ROO・) 捕捉剤
    • 3.2 アルキルラジカル (R・) 捕捉剤
第3節 高分子の加水分解メカニズムと安定化
  • 1.加水分解メカニズムと安定化手法
  • 2.高分子の加水分解解析
  • 3.生分解性高分子の酵素加水分解特性
第4節 ケミカルクラックの発生機構と対策
  • 1.発生機構の仮説
  • 2.プラスチックへの薬液の浸透性
  • 3.SP値とケミカルクラック
  • 4.ケミカルクラックの特徴と留意点
  • 5.ケミカルクラックトラブル事例と対策
第5節 湿熱環境下におけるPC/ABS樹脂の耐加水分解性とその評価・分析
  • 1.PC/ABS樹脂の耐加水分解性評価
    • 1.1 PCの加水分解
    • 1.2 市販のPC/ABS樹脂グレードの耐加水分解性の比較
  • 2.難燃PC/ABS樹脂の組成と耐加水分解性評価
    • 2.1 ABS樹脂の製造プロセスの違い
    • 2.2 難燃剤とABS樹脂種の影響
      • 2.2.1 評価試料
      • 2.2.2 動的粘弾性による相溶性評価
      • 2.2.3 耐加水分解性評価
第6節 放射線による高分子劣化のメカニズムと安定化
  • 1. 放射線とは
  • 2. 線量
  • 3. 高分子の放射線化学
    • 3.1 微視的描像
    • 3.2 巨視的描像
  • 4. 高分子の放射線酸化
  • 5.光学特性に対する照射効果・着色
    • 5.1 紫外・可視吸収スペクトル (UV-Vis)
    • 5.2 赤外吸収スペクトル (IR)
  • 6. 照射効果に影響を及ぼし得る因子
  • 7. 高分子材料の放射線照射による着色の例
    • 7.1放射線劣化として
    • 7.2放射線インジケータ (指標) として
第7節 CFRP材の劣化機構と長期暴露試験
  • 1.実験方法
    • 1.1 供試材
    • 1.2 暴露実験
    • 1.3 各種評価実験
  • 2.耐候性曲げ強度の解析方法
  • 3.曲げ強度比の解析結果と実験値の比較および相関性
第8節 木材・プラスチック複合材 (WPC) の気象劣化
  • 1.WPCとはどのような素材か
  • 2.気象劣化とその評価方法
    • 2.1 変色
    • 2.2 チョーキング現象
  • 3.耐候性を向上させるための技術開発
第9節 宇宙環境における高分子材料の劣化とその評価
  • 1.宇宙環境因子が高分子材料に与える影響
    • 1.1 AO の影響
    • 1.2 UV の影響
  • 2.地上での耐宇宙環境性評価
    • 2.1 AO 照射試験設備
    • 2.2 UV 照射試験設備
  • 3.実宇宙環境での耐宇宙環境性評価
    • 3.1 SLATS 搭載 MDM
    • 3.2 ISS 搭載 MDM2

第2章 樹脂用添加剤の選び方、使い方とブリード制御

第1節 酸化防止剤による作用メカニズムと選び方、使い方
  • 1.高分子の劣化機構と添加剤の役割
    • 1.1 高分子の自動酸化反応
    • 1.2 添加剤の種類と役割
  • 2.酸化防止剤の種類と作用機構
    • 2.1 フェノール系酸化防止剤
    • 2.2 ホスファイト系酸化防止剤
    • 2.3 チオエーテル系酸化防止剤
  • 3.添加剤併用によるトラブル事例と適切な添加剤の選択について
    • 3.1 フィラーや顔料配合において
    • 3.2 酸化防止剤処方による変色トラブルについて
第2節 HALS/UVAの相乗効果、拮抗作用とその適切な選定手法
  • 1.紫外線吸収剤 (UVA)
    • 1.1 作用機構
    • 1.2 構造と特徴
      • 1.2.1 ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤
      • 1.2.2 トリアジン系紫外線吸収剤
      • 1.2.3 ベンゾフェノン系紫外線吸収剤
      • 1.2.4 シアノアクリレート系紫外線吸収剤
      • 1.2.5 サリシレート系紫外線吸収剤
      • 1.2.6 オキザニリド系紫外線吸収剤
  • 2.ヒンダードアミン系光安定剤 (HALS)
    • 2.1 ヒンダードアミン系光安定剤とは
    • 2.2 作用機構
    • 2.3 構造と特徴
      • 2.3.1 N置換基による分類
      • 2.3.2 分子量による分類
  • 3.光安定剤の相乗作用と拮抗作用
    • 3.1 UVAとHALSの相乗作用
    • 3.2 チオエーテル系酸化防止剤とHALSの拮抗作用
    • 3.3 フィラーや顔料の影響
第3節 金属不活性化剤による樹脂の金属劣化防止と活用のコツ
  • 1.金属や充填剤による自動酸化反応の促進
    • 1.1 金属イオンによる影響
    • 1.2 充填剤や顔料による影響
  • 2.金属不活性化剤の種類と活用のコツ
    • 2.1 金属不活性化剤の種類
    • 2.2 金属不活性化剤 (アデカスタブCDAシリーズ) による長期熱安定性向上と活用法
      • 2.2.1 アデカスタブCDA-1、1Mの性能
      • 2.2.2 アデカスタブCDA-6Sの性能
      • 2.2.3 アデカスタブCDA-10の性能
      • 2.2.4 使用上の注意及び活用のコツ
    • 2.3 フィラー充填用添加剤 (アデカスタブZSシリーズ) による長期熱安定性向上と活用法
      • 2.3.1 アデカスタブZSシリーズ (ZS-27/90/91) の性能
      • 2.3.2 使用上の注意及び活用のコツ
第4節 抗菌・抗黴剤の選び方、応用例
  • 1.抗菌・防黴剤の種類と特徴
    • 1.1 抗菌・防黴剤の分類
    • 1.2 無機系と有機系の特徴
  • 2.銀系無機抗菌剤の特徴
    • 2.1 抗菌性
    • 2.2 耐性獲得性
    • 2.3 安全性
    • 2.4 変色性
    • 2.5 ナノシルバーについて
  • 3.抗菌・防黴剤の作用機構と効果
    • 3.1 金属系無機抗菌剤の抗菌作用機構
    • 3.2 光触媒の抗菌作用機構
    • 3.3 有機系抗菌剤の作用機構
  • 4.抗菌・防黴剤の特性・選び方
  • 5.東亞合成の抗菌・抗ウイルス加工剤、ハイブリッド防黴剤、その応用例
    • 5.1 無機系抗菌剤「ノバロン」、無機系抗ウイルス加工剤「ノバロンIV」
      • 5.1.1 ノバロンAG300のポリエステル繊維への応用例
      • 5.1.2 ノバロンIV1000のポリエステルフィルムへのコーティング応用例
    • 5.2 無機/有機ハイブリッド防黴剤カビノン
      • 5.2.1 カビノン740HVのポリプロピレン樹脂への応用例
第5節 シリコーン系フィルム改質剤のブリードアウト抑制技術
  • 1.背景
  • 2.イクスフォーラRの設計指針
    • 2.1 構造設計
    • 2.2 合成反応の設計
    • 2.3 触媒設計
      • 2.3.1 オレフィン重合用Zr錯体触媒
      • 2.3.2 ヒドロシリル化反応用Ptナノ粒子触媒
  • 3.イクスフォーラRの特長
    • 3.1 樹脂表面
    • 3.2 樹脂内部
第6節 リン酸エステル系難燃剤の耐ブリードアウト性と耐加水分解性
  • 1.耐ブリードアウト性
    • 1.1 ブリードアウト現象
    • 1.2 ブリードの確認方法
    • 1.3 ブリード対策
      • 1.3.1 樹脂との相溶性が良い難燃剤の選択
      • 1.3.2 添加部数の調整
      • 1.3.3 相溶化剤および表面処理による対策
      • 1.3.4 反応型難燃剤
  • 2.難燃剤の耐加水分解性
    • 2.1 脂肪族、芳香族リン酸エステルの耐加水分解性
    • 2.2 加水分解を回避するためのその他の方法
  • 3.耐水性、耐ブリード性を有するリン系難燃剤の適用例
    • 3.1 縮合系リン酸エステルを配合したPC/ABS樹脂の耐水性挙動
    • 3.2 PP樹脂の難燃化
    • 3.3 熱硬化性エポキシ樹脂に対するリン酸エステル系難燃剤
    • 3.4 バックコーティング型繊維、合成皮革に対するリン酸エステル系難燃剤
第7節 帯電防止剤のブリードアウト・脱落及びその対策について
  • 1.はじめに
    • 1.1 静電気と静電気によるトラブル
    • 1.2 プラスチック類の帯電防止法
  • 2.ブリードアウト・脱落現象と関与因子について
    • 2.1 ブリードアウト現象
    • 2.2 ブリードアウト関与因子
    • 2.3 ブリードアウトの抑制策
  • 3.脱落現象と関与因子について
    • 3.1 脱落現象
    • 3.2 脱落関与因子
    • 3.3 脱落の抑制策
  • 4.種々の帯電防止剤のブリードアウト及び脱落現象の実際とその対策例
    • 4.1 イオン伝導型帯導電剤
      • 4.1.1 界面活性剤
      • 4.1.2 親水性高分子 (高分子型帯電防止剤)
      • 4.1.3 イオン性液体
    • 4.2 電子伝導型帯導電剤
      • 4.2.1 カーボンブラック (CB) 粒子
      • 4.2.2 ナノカーボン (NC) 粒子
      • 4.2.3 導電性高分子
第8節 アロイ化技術によるブリードアウト低減
  • 1.ポリマーアロイの技術を援用したブリードアウト防止処方
    • 1.1 高分子化添加剤の開発
    • 1.2 相溶化剤による添加剤のブリード防止
    • 1.3 重合体の混合・アロイ化による性能・機能の発現
    • 1.4 ポリマーアロイのモルフォロジ—による性能・機能の発現
第9節 イオン液体の帯電防止剤用途への展開
  • 1.帯電防止剤とは
  • 2.従来の帯電防止剤の課題
  • 3.イオン液体の帯電防止剤への可能性
  • 4.当社のイオン液体の特徴と保有技術
    • 4.1 物理特性
    • 4.2 帯電防止性能
      • 4.2.1 アニオン構造による比較
      • 4.2.2 樹脂の極性による比較
      • 4.2.3 さまざまな樹脂への適用

第3章 樹脂の構造制御と劣化・変色対策への応用

第1節 高分子の架橋反応と透明性、耐熱性の制御
  • 1.超分子架橋を用いた耐熱性・透明性の改質
  • 2.ブロックコポリマーを鋳型とした材料の耐熱性向上
  • 3.動的共有結合を利用した分子設計
第2節 高分子の結晶化と劣化・変色対策
  • 1.結晶性高分子と非晶性高分子
  • 2.結晶構造の解析手法について
  • 3.外場の影響
  • 4.結晶性高分子の劣化・変色について
第3節 イソシアネートの種類と耐黄変性、耐薬品性、柔軟性の付与
  • 1.イソシアネートの種類と耐黄変性
    • 1.1 イソシアネート単量体の種類と特性および耐黄変性
    • 1.2 ポリウレタン樹脂の光による黄変機構
      • 1.2.1 キノン-イミドの形成
      • 1.2.2 アミンの形成および引き続き起こるアゾ化合物の形成
  • 2.イソシアネートの種類と耐薬品性
  • 3.イソシアネートの種類と柔軟性付与
    • 3.1 ポリイソシアネートの構造変化によるウレタン樹脂の柔軟性への影響
    • 3.2 柔軟性付与の具体的事例
      • 3.2.1 評価方法
      • 3.2.2 柔軟性付与塗膜の評価結果
      • 3.2.3 ウレタン塗膜の柔軟性に影響する因子
      • 3.2.4 柔軟性付与タイプのポリイソシアネートを使用した塗膜の耐候性
第4節 アクリレート重合反応における着色原因と防止技術
  • 1.モノマー
    • 1.1 単官能モノマー
    • 1.2 オリゴマー
  • 2. 開始剤
    • 2.1 ラジカル重合開始剤
    • 2.2 アニオン重合触媒
  • 3.成長反応における着色
  • 4.重合抑制剤、連鎖移動剤
  • 5.可逆的非活性化ラジカル重合
    • 5.1 RAFT
    • 5.2 ATRP
    • 5.3 その外
第5節 ポリプロピレンへの核剤添加と耐熱変形性の向上
  • 1.核剤の作用機構
  • 2.PP向け核剤の種類と特徴
  • 3.核剤による剛性および耐熱変形性の向上
  • 4.透明化剤添加による透明性及び耐熱性の向上
第6節 ポリ乳酸の耐熱性改善と結晶核剤の効果
  • 1.ポリ乳酸 (PLA) とPLAの耐熱性
  • 2.PLAの結晶化
  • 3.結晶核剤
  • 4.エコプロモートR
  • 5.PLAの結晶化による透明性低下
  • 6.エコプロモートR-TF
第7節 架橋エラストマー系ポリマーの劣化とポリマーブレンドによる物性改善、低下 (デメリット)
  • 1.架橋エラストマー系ポリマーの劣化メカニズム
    • 1.1 耐熱性 (熱酸化劣化)
    • 1.2 耐寒性 (低温劣化)
    • 1.3 耐油性 (油・ガソリン等による劣化)
    • 1.4 耐オゾン性 (オゾン劣化)
    • 1.5 耐塩素水性 (塩素水劣化)
  • 2.ポリマーブレンドによる物性改善と低下 (デメリット)
    • 2.1 EPDM/SBR
    • 2.2 NBR/PVC
    • 2.3 ECO・CO/ACM
    • 2.4 FVMQ/VMQ
    • 2.5 市販されているポリマーブレンド品
第8節 各種加硫系配合剤の選び方、使い方
  • 1.NR/加硫促進剤単独配合における硫黄・加硫促進剤の変量
    • 1.1 NR/CBS硫黄加硫系における変量
    • 1.2 NR/MBTS硫黄加硫系における変量
    • 1.3 NR/TMTD硫黄加硫系における変量
  • 2.加硫促進剤の併用系における変量
    • 2.1 NR/MBTS硫黄加硫系における二次加硫促進剤の効果
    • 2.2 EPDM/硫黄加硫系における加硫促進剤の併用効果
    • 2.3 NBR/チウラム低硫黄加硫系における二次促進剤の効果
  • 3.CR/NBR配合における加硫促進剤の変量
    • 3.1 CR/NBR=25/75配合系
    • 3.2 CR/NBR=75/25配合系
    • 3.3 CRとNBRのブレンド系における配合調整
  • 4.加硫時間の影響
    • 4.1 NR配合/CBS硫黄加硫系
    • 4.2 SBR配合/CBS硫黄加硫系
    • 4.3 NBR配合/硫黄加硫系
    • 4.4 EPDM配合/硫黄加硫系
    • 4.5 加硫時間による加硫物性や耐熱性等への影響

第4章 各種高分子・樹脂の劣化・変色とその抑制

第1節 エポキシ樹脂の熱劣化および酸・アルカリ環境下での腐食劣化とその評価
  • 1.エポキシ樹脂の耐熱性
    • 1.1 熱加速試験の原理と寿命評価
    • 1.2 熱劣化時の変色と劣化形態
    • 1.3 熱劣化時の強度変化に対する低侵襲評価
  • 2.エポキシ樹脂の耐食性
    • 2.1 エポキシ樹脂の加水分解
    • 2.2 アミン系硬化剤で硬化したエポキシ樹脂の劣化
      • 2.2.1 アミン硬化エポキシ樹脂における腐食形態
      • 2.2.2 アミン硬化樹脂の硫酸環境における劣化
      • 2.2.3 アミン硬化樹脂の硫酸環境劣化における強度
      • 2.2.4 アミン硬化樹脂の防食寿命予測
    • 2.3 酸無水物硬化樹脂の加水分解
      • 2.3.1 低分子量エポキシと酸無水物による硬化物
      • 2.3.2 腐食に及ぼすエポキシ樹脂の主鎖長さの効果
      • 2.3.3 酸無水物硬化樹脂の強度モデルと寿命予測
第2節 フェノール樹脂の着色・変色とその抑制
  • 1.フェノール樹脂の着色・変色
  • 2.フェノール樹脂の着色・変色機構
  • 3.レゾール型フェノール樹脂の着色・変色機構
    • 3.1アルカリレゾール樹脂の着色・変色機構
    • 3.2アンモニアレゾール樹脂の着色・変色機構
  • 4.フェノール樹脂の着色・変色の防止策
    • 4.1 添加剤による着色・変色防止
    • 4.2 樹脂設計や硬化条件による着色・変色防止
第3節 ポリウレタンの加水分解、黄変のメカニズムとその抑制
  • 1.ポリウレタンとはなにか
  • 2.ポリウレタンの分子構造
    • 2.1 ポリウレタンの原料
    • 2.2 ポリウレタンの分子構造
  • 3.ポリウレタンの加水分解
    • 3.1 加水分解される構造
    • 3.2 エステル基の加水分解
    • 3.3 ウレタン基の加水分解
    • 3.4 加水分解の抑制
      • 3.4.1 抑制へのアプローチ
      • 3.4.2 分子構造の選択
      • 3.4.3 水との接触機会
      • 3.4.4 添加剤
  • 4.ポリウレタンの光劣化
    • 4.1 光劣化とは
    • 4.2 光劣化の機構
      • 4.2.1 芳香族ポリウレタンの光劣化
      • 4.2.2 脂肪族ポリウレタンの光劣化
    • 4.3 光劣化の抑制
第4節 塩ビ樹脂の劣化と安定化
  • 1. PVCの劣化
    • 1.1 劣化開始点
    • 1.2 連鎖的な劣化の進行
    • 1.3 脱HCl反応に影響を与える因子
  • 2. PVCの安定化
    • 2.1 基本的な安定化機構
    • 2.2 PVC用安定剤の種類
    • 2.3 各種金属石鹸の特長
    • 2.4 安定化助剤
  • 3. PVC用安定剤が備えるべきこと
第5節 温水用ポリエチレンの長期耐久劣化メカニズム解明と加速試験方法の検討
  • 1.耐久試験・加速試験方法
  • 2.物性測定と構造分析
    • 2.1 物性測定
    • 2.2 分子構造分析
  • 3.試験分析結果
    • 3.1 大気放置と温水浸漬
    • 3.2 試験温度を変化させた温水浸漬
    • 3.3 Cu2+イオン添加と空気加圧を併用した耐久試験
    • 3.4 Cu2+イオン添加と空気加圧を併用した加速試験
第6節 ポリプロピレン樹脂の劣化メカニズムと安定化
  • 1.劣化の原因
    • 1.1 PP分子鎖の劣化因子
    • 1.2 PPの熱劣化
    • 1.3 PPの光劣化
  • 2.劣化の安定化
    • 2.1 添加剤による安定化
      • 2.1.1 酸化防止剤
      • 2.1.2 光安定剤
      • 2.1.3 紫外線吸収剤
    • 2.2 顔料による安定化
      • 2.2.1 チタンホワイト
      • 2.2.2 カーボンブラック
  • 3.劣化に関する周辺技術
    • 3.1 射出成形品の高次構造
    • 3.2 外観の劣化
      • 3.2.1 ブリードアウト
      • 3.2.2 外部からの汚染
第7節 超促進暴露試験によるABS樹脂の耐候性評価
  • 1.高分子材料の耐候性評価
    • 1.1 はじめに
    • 1.2 促進暴露試験の変遷
    • 1.3 超促進暴露試験
  • 2.超促進暴露法による耐候性評価事例
    • 2.1 研究の背景
    • 2.2 実験
    • 2.3 結果と考察
      • 2.3.1 暴露表面の評価
      • 2.3.2 変色評価
      • 2.3.3 FT-IR (ATR法) による劣化生成物の評価
      • 2.3.4 械的強度の評価
    • 2.4 まとめ
第8節 UV硬化アクリル樹脂の劣化・変色メカニズムと安定化
  • 1.主要な劣化・変色の発生要因
    • 1.1 UV 硬化樹脂の劣化と変色
    • 1.2 エポキシアクリレートの劣化と変色
    • 1.3 ウレタンアクリレートの劣化と変色
    • 1.4 特殊アクリレートの劣化と変色
    • 1.5 添加剤による変色
  • 2.主要な濁りの発生要因
    • 2.1 UV 硬化樹脂の劣化による濁り
    • 2.2 特殊アクリレートに含まれる塩による濁り
    • 2.3 ウレタンアクリレート合成触媒による濁り
第9節 液晶ポリマーの劣化メカニズムと安定化
  • 1.液晶ポリマー (LCP) について
  • 2.LCPの耐薬品性および耐加水分解性
  • 3.LCPの耐候性
    • 3.1 LCP耐候促進試験
    • 3.2 LCP添加による耐候性付与
    • 3.3 LCPの耐候劣化メカニズムと安定化
  • 4.まとめ
第10節 フッ素樹脂の深紫外領域における劣化メカニズムと安定化
  • 1.フッ素及びフッ素樹脂の特長
    • 1.1 フッ素樹脂の開発経緯と身近な用途
    • 1.2 元素としてのフッ素及の特長とフッ素樹脂の耐候 (光) 性
  • 2.アモルファス (透明) フッ素樹脂
    • 2.1 アモルファスフッ素樹脂の構造
    • 2.2 アモルファスフッ素樹脂の透明性と光分野への応用
  • 3.「CYTOP」の深紫外発光ダイオード (深紫外LED) 封止材への適用
    • 3.1 紫外線LEDの急伸と問題点
    • 3.2 「CYTOP」による樹脂封止の問題点と課題解決
    • 3.3 「CYTOP」による深紫外LEDアレイへの樹脂封止
第11節 シリコーン材料を用いた樹脂材料の特性向上
  • 1.樹脂材料に求められる特性
  • 2.シリコーン材料による樹脂材料の特性向上例
    • 2.1 熱可塑性樹脂用シリコーンペレット製品
    • 2.2 流動性改善効果
    • 2.3 耐傷付き性改善効果
    • 2.4 難燃性改善効果
  • 3.シリコーン材料による樹脂材料の特性向上例
    • 3.1 液状シリコーンゴムによる特性向上
    • 3.2 液状シリコーンゴムの使用例
    • 3.3 液状シリコーンゴムの使用例
  • 4.加水分解性樹脂の劣化防止
    • 4.1 加水分解性樹脂
    • 4.2液状シリコーンゴムによる加水分解性樹脂の劣化防止
  • 5.加水分解性樹脂用液状シリコーンゴム
    • 5.1 SLJ 40815 A/Bの特徴
    • 5.2 SLJ40815 A/Bの接着性
    • 5.3 SLJ40815 A/Bの難燃性
第12節 耐光性や耐薬品性に優れたポリ乳酸複合材の開発と電子機器への利用
  • 1.難燃性ポリ乳酸複合材の開発
  • 2.難燃性ポリ乳酸の耐光性、耐薬品性、表面硬度、抗菌性

第5章 成形・加工時における高分子の劣化・変色メカニズムと抑制

第1節 溶融押出時における樹脂の劣化機構と防止技術
  • 1.高分子の劣化
    • 1.1 劣化因子と劣化現象
    • 1.2 劣化機構
      • 1.2.1 自動酸化機構 (熱酸化劣化機構)
      • 1.2.2 熱劣化と熱酸化劣化
  • 2.酸化防止剤 (AO) の安定化メカニズム
    • 2.1 フェノール系酸化防止剤 (AO) の安定化メカニズム
  • 3.熱劣化防止剤 (Sumilizer GM) の安定化のメカニズム
  • 4.溶融押出時における樹脂の劣化機構と防止技術
    • 4.1 溶融押出時の劣化機構
    • 4.2 SBS樹脂の押出落下試験と劣化防止技術
第2節 溶融押出延伸過程における樹脂の劣化と防止対策

第6章 高分子製品のトラブルと対策

第1節 自動車用塗装のHALSによる耐侯劣化抑止メカニズムの定量的な解明
  • 1.背景・目的
  • 2.HALSの機能と定量化の概要
  • 3.材料と実験方法
    • 3.1 試料調製
    • 3.2 GC測定
    • 3.3 ESR測定
  • 4.実験結果
    • 4.1 GC分析
    • 4.2 ESR法による定量評価
    • 4.3 塗膜中の活性HALSの濃度変化
第2節 加飾フィルムにおける成形性と耐久性の両立
  • 1.課題の整理
    • 1.1 フィルム加飾の加工プロセス
    • 1.2 加飾成形パネルの展望
    • 1.3 課題
  • 2.課題へのアプローチ
    • 2.1 背反事象の整理
    • 2.2 背反事象の解決方法
    • 2.3 解決障壁と達成手段
    • 2.4 効果
  • 3.今後の展開
第3節 鉄道分野における高分子材料の劣化と長寿命化
  • 1.鉄道における高分子材料
    • 1.1 安全性
    • 1.2 信頼性
  • 2.樹脂ガラスの 劣化と長寿命化
    • 2.1 樹脂ガラスの特徴
    • 2.2 黄変の機構
    • 2.3 試験品と試験方法 5
      • 2.3.1 試験品
      • 2.3.2 促進 耐候性試験
      • 2.3.3 黄色度の評価方法の方法
    • 2.4結果と考察
      • 2.4.1 黄色度
      • 2.4.2 長寿命化の可能性
  • 3.電車線路部材用GFRPの劣化と長寿命化
    • 3.1 曲線引金具用 G FRP の特徴
    • 3.2 試験品と試験方法
      • 3.2.1試験品
      • 3.2.2暴露 試験
      • 3.2.3引張試験
    • 3.3結果と考察
第4節 粘着剤・粘着テープの劣化メカニズムと安定化
  • 1.老化防止剤
    • 1.1 老化防止剤について
    • 1.2 ポリマーの酸化劣化
    • 1.3 老化防止剤の機構
    • 1.4 老化防止剤の種類
      • 1.4.1 酸化防止剤
      • 1.4.2 紫外線劣化防止剤
      • 1.4.3 オゾン劣化防止剤
  • 2.粘着テープへの応用
    • 2.1 粘着テープの基本構造
    • 2.2 老化防止剤の使用例
    • 2.3 粘着テープへの活用
      • 2.3.1 天然ゴムへの応用
      • 2.3.2 SISへの応用
      • 2.3.3 アクリルへの応用
      • 2.3.4 基材への応用
  • 3.分析手法
    • 3.1 FT-IRの利用
    • 3.2 熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析の利用
第5節 自己循環型マテリアルリサイクル技術と家電製品への応用
  • 1.廃プラスチックのマテリアルリサイクルの概要
    • 1.1 資源循環型マテリアルリサイクル
    • 1.2 プラスチックの劣化と安定化
    • 1.3 自己循環型マテリアルリサイクルの課題
  • 2.自己循環型マテリアルリサイクル技術
    • 2.1 リサイクル材料の寿命評価と寿命改善
      • 2.1.1 酸化誘導期の測定
      • 2.1.2 酸化誘導期による余寿命評価
      • 2.1.3 リサイクル材料の寿命改善
      • 2.1.4 リサイクル材料の寿命管理
    • 2.2 異物の混入によるリサイクル材料への影響
      • 2.2.1 異物混入による物性変化
      • 2.2.2 異物混入量と熱酸化劣化特性
    • 2.3 リサイクル材料の品質管理
    • 2.4 家電製品4 品目への応用事例
    • 2.5 繰り返しマテリアルリサイクルの検証
第6節 容器包装材料の劣化と安定化
  • 1.劣化?変色現象と事例
    • 1.1 劣化?変色現象の分類
    • 1.2 フェノール系酸化防止剤起因の劣化?変色
      • 1.2.1 暗所黄変
      • 1.2.2 塩基性物質による変色の進行
      • 1.2.3 フェノール系酸化防止剤と遷移金属との反応
    • 1.3 フェノール系酸化防止剤以外の要因による変色
      • 1.3.1 無機抗菌剤起因の変色
      • 1.3.2 食品接触起因の変色
    • 1.4 その他の変色?汚染
  • 2.焼け問題とその対応
  • 3.臭気・味問題
  • 4.安全性
第7節 建築、住宅分野におけるプラスチックの要求特性と劣化対策
  • 1.耐久性
  • 2.構造耐震性
  • 3.防火性
  • 4.省エネルギー性
  • 5.安全性
  • 6.意匠性
  • 7.今後の展開
第8節 セルロースナノファイバー (CNF) を配合した木材用塗料の開発と耐候性
  • 1.セルロースナノファイバー (CNF) の木材用塗料への配合
    • 1.1 セルロースナノファイバー (CNF)
    • 1.2 セルロースナノファイバー (CNF) の木材用塗料としての適性評価
  • 2.セルロースナノファイバー (CNF) の木材用耐候性塗料への配合と性能評価
    • 2.1 耐候性試験
      • 2.1.1 上塗り用塗料
      • 2.1.2 下塗り用塗料 (シーラー)
    • 2.2塗膜物性の評価
  • 3.CNFシーラーを利用した屋外木部用の塗装工程と塗膜の耐候性評価
    • 3.1 CNFシーラーを利用した屋外木部用塗装工程
    • 3.2 CNFシーラーを利用した仕上がり塗膜の耐候性
第9節 塗膜の耐久性に関する調査・考察
  • 1.防食塗膜の耐久性に関する考察
    • 1.1 塗膜の消耗に関する調査・考察
    • 1.2 塗膜の環境遮断性に関する調査・考察
  • 2.まとめ
第10節 スポーツ人工芝の劣化メカニズムとケミルミネッセンス法による評価
  • 1.人工芝について
  • 2.人工芝の劣化について
    • 2.1 高分子の劣化と分析法
    • 2.2 自動酸化機構とケミルミネッセンス
    • 2.3 ケミルミネッセンス測定装置
    • 2.4 人工芝の劣化とケミルミネッセンス
      • 2.4.1 屈曲疲労とケミルミネッセンス
      • 2.4.2 屈曲疲労+紫外線暴露 (非同時) とケミルミネッセンス
      • 2.4.3 屈曲疲労+紫外線暴露 (同時) とケミルミネッセンス
  • 3.結果と考察
    • 3.1 ゴム分子とオゾンの反応速度式
    • 3.2 ひずみエネルギーを考慮した反応速度式
    • 3.3 クラック発生時間
    • 3.4 人工芝の紫外線による劣化反応

第7章 高分子の劣化・変色分析、評価

第1節 樹脂の劣化現象と粘弾性解析
  • 1.劣化現象について
  • 2.試料と実験条件
    • 2.1 測定
    • 2.2 測定
  • 3.熱劣化の検討
  • 4.成形加工過程での物理劣化
  • 5.紫外線照射 (UV照射) による劣化の検討
第2節 時間-温度換算則による高分子材料の寿命予測
  • 1.時間-温度換算則
    • 1.1 W.L.F.型時間-温度換算則
    • 1.2 アレニウス型時間-温度換算則
    • 1.3 修正時間-温度換算則
    • 1.4時間-温度換算則への繊維含有率の適用
  • 2.時間-温度換算則の繊維含有率への応用
  • 3.時間-温度換算則を用いた長期変形予測
第3節 FT-IRによる高分子製品の劣化 / 変色分析
  • 1.FT-IR測定の概要
  • 2.高分子製品の劣化分析
    • 2.1 高分子製品の劣化
    • 2.2 高分子製品の変色
  • 3.FT-IRを使用した劣化測定とその事例
    • 3.1 洗濯バサミの測定例 (FT-IRピークの解析例)
    • 3.2 透明容器の白化部分の測定例 (加水分解の例)
    • 3.3 FT-IRの測定法と波数領域によって得られる情報の違い
    • 3.4 FT-IRの加熱アクセサリーを使用した酸化開始温度とみかけの活性化エネルギーの測定
    • 3.5 ティッシュの外箱 (カートン) の黄色変色の分析
第4節 ラマン分光法による非破壊・非接触での高分子劣化診断
  • 1.実験方法
    • 1.1 分析装置
    • 1.2 解析方法
  • 2.実験結果
    • 2.1 LDPEの光劣化
      • 2.1.2 iPPの熱劣化のその場観察
      • 2.1.3 結晶性高分子材料の酸化劣化における高次構造の変化
第5節 FT-IR を用いた樹脂材料の加熱劣化挙動の評価と熱分解GC-MS を併用した成分同定
  • 1.分析手法
    • 1.1 FT-IR (FT 赤外分光分析)
    • 1.2 熱分解GC-MS (熱分解ガスクロマトグラフ質量分析)
    • 1.3 DSC (示差走査熱量分析)
  • 2.実験方法
    • 2.1 プラスチックの加熱劣化評価
      • 2.1.1 DSC による融点測定
      • 2.1.2 FT-IR による試料表面の劣化評価
      • 2.1.3 FT-IR による内部への劣化進行評価
  • 3.結果と考察
  • 4.成果
  • 5.技術課題事例
    • 5.1 欠損部補修材のリバースエンジニアリング
      • 5.1.1 相談の背景
      • 5.1.2 分析手法
      • 5.1.3 結果と考察
    • 5.2 機械用部品のゴム種の同定
      • 5.2.1 相談の背景
      • 5.2.2 分析手法
      • 5.2.3 結果と考察
第6節 ソフトイオン化質量分析による材料の劣化評価および添加剤分析
  • 1.MALDI/ESI-TOF MSの分析原理
    • 1.1 イオン化法 – MALDI
    • 1.2 イオン化法 – ESI
    • 1.3 分析計 – TOF
  • 2.分析事例
    • 2.1 有機感光体ドラム電荷輸送材料の劣化評価 (MALDI-TOF MS)
    • 2.2 ハードディスクメディア潤滑剤の劣化評価 (MALDI-TOF MS / イメージング)
    • 2.3 樹脂添加剤の劣化評価 (MALDI-TOF MS / イメージング)
    • 2.4 ブロッティングによる工業部品のシミ分析 (SALDI-TOF MS / イメージング)
    • 2.5 エンジンオイル添加剤の劣化評価 (MALDI-TOF MSおよびMALDI-FTICR MS / TLC-MALDI)
    • 2.6 樹脂添加剤の LC-MSによる差異解析 (ESI-TOF MS)
第7節 熱分析による材料の熱履歴や劣化の推定
  • 1.熱分析手法の種類
  • 2.熱分析測定
  • 3.高密度ポリエチレン (HDPE) の劣化評価
  • 3・1 DSCによる劣化評価
  • 3・2 TG-DTAによる劣化評価
  • 4.ポリエチレンテレフタレート (PET) の熱履歴
  • 5.銅線の被覆材の熱処理の影響
  • 6.ポリエチレンの融解
  • 7.メカノケミカル効果の影響
第8節 超促進耐候性試験機により紫外線照射を行ったプラスチック材料の劣化と変色の解析
  • 1.実験方法
    • 1.1 試験片
    • 1.2 紫外線照射
    • 1.3 引張試験
    • 1.4 電子顕微鏡による表面観察および破断面観察
    • 1.5 色差測定
  • 1,6 赤外線分光光度計による表面分析
  • 2.実験結果
    • 2.1 引張試験結果
      • 2.1.1 ABS試験片の引張試験結果
      • 2.1.2 PP試験片の引張試験結果
      • 2.1.3 PC試験片の引張試験結果
    • 2.2 SEM観察結果
      • 2.2.1 ABS試験片表面のSEM観察結果
      • 2.2.2 引張試験後のABS破断面のSEM観察結果
      • 2.2.3 PP試験片表面のSEM観察結果
      • 2.2.4 引張試験後のPP破断面のSEM観察結果
      • 2.2.5 PC試験片表面のSEM観察結果
    • 2.3 色差測定結果
      • 2.3.1 ABS試験片の色差測定結果
      • 2.3.2 PP試験片の色差測定結果
      • 2.3.3 PC試験片の色差測定結果
    • 2.4 FT-IRによる表面分析結果
  • 3.考察
    • 3.1 ABSの紫外線による劣化と変色の機構について
    • 3.2 PPの紫外線による劣化と変色の機構について
    • 3.3 PCの紫外線による劣化と変色の機構について
第9節 試料観察熱分析による高分子材料の黄変挙動の評価
  • 1.樹脂ガラス用高分子素材
  • 2.L*a*b*色空間解析
  • 3.PMMAおよびPCの黄変挙動の分析
第10節 放射線滅菌における高分子材料の劣化・変色解析
  • 1.放射線滅菌
  • 2.放射線滅菌で問題となる事象
  • 3.分析メニュー
  • 4.高分子ラジカルの評価方法
    • 4.1 電子スピン共鳴法
    • 4.2 γ線照射した各種高分子材料のラジカル評価
      • 4.2.1 γ線照射した樹脂の色の変化
      • 4.2.2 ポリプロピレン
      • 4.2.3 ポリスチレン
      • 4.2.4 ポリ塩化ビニル
      • 4.2.5 アクリル
  • 5.ポリプロピレン (PP) の変色解析
    • 5.1 UV-Vis測定 ~着色要因の推定~
    • 5.2 HPLC/PDA測定 ~着色物質の特定~
    • 5.3 黄変後の退色
    • 5.4 PPの着色要因
  • 6.シクロオレフィンポリマー (COP) の劣化・変色解析
    • 6.1 UV-Vis測定 ~着色要因の推定~
    • 6.2 ESR測定 ~ラジカルの同定・定量~
    • 6.3 IR分析 ~酸化劣化の評価~
    • 6.4 COPの着色及び酸化劣化要因
第11節 SAICASによる高分子の劣化層評価
  • 1.SAICAS装置
  • 2.強度測定
    • 2.1 せん断応力
    • 2.2 剥離強度
  • 3.化学分析との複合測定技術
    • 3.1 FT-IR
      • 3.1.1 斜め切削断面法
      • 3.1.2 超薄切片採取法
    • 3.2 ケミルミネッセンス
    • 3.3 表層回収機能
      • 3.3.1 SEC
      • 3.3.2 TGA
第12節 高分子材料の温度/湿度環境下における信頼性試験
  • 1.応力集中
  • 2.インサート成形品の残留応力によるクリープ割れ
    • 2.1 発生現象
    • 2.2 発生メカニズム
    • 2.3 寿命推定加速試験
  • 3.ブリードによる微細クラック
    • 3.1 発生現象
    • 3.2 発生メカニズム
    • 3.3 材料間の干渉を評価する試験
  • 4.遅れ破壊となる環境応力割れ (亀裂)
    • 4.1 発生する現象
    • 4.2 発生メカニズム
    • 4.3 耐力を評価する試験
  • 5.環境雰囲気で起きる加水分解
    • 5.1 発生現象
    • 5.2 発生メカニズム
    • 5.3 影響を評価する試験
  • 6.使用中に進行する金属接触分解 (俗称銅害)
    • 6.1 発生現象
    • 6.2 発生メカニズム
    • 6.3 発生材料の種類を確認する試験
  • 7.高湿下で酸ができるために発生する絶縁劣化
    • 7.1 発生現象
    • 7.2 メカニズム
第13節 透明樹脂の劣化・変色評価
  • 1.透明樹脂の劣化評価技術
    • 1.1 透明樹脂の劣化
    • 1.2 透明樹脂の劣化評価方法
  • 2.劣化分析方法
    • 2.1 透明樹脂の劣化分析法方法
    • 2.2 物性分析
    • 2.3 組成分析
    • 2.4 表面、断面方向分析
    • 2.5 構造分析
  • 3.添加剤の劣化評価事例
  • 4.透明樹脂の劣化事例
    • 4.1 エチレン酢酸ビニル共重合体
    • 4.2 ポリカーボネート
    • 4.3 ポリウレタン
    • 4.4 エポキシ系樹脂
    • 4.5 シクロオレフィン
    • 4.6 ポリエステル系樹脂
第14節 高分子材料のブリード、ブルーム物の同定
  • 1.ブリード (ブリードアウト) 、ブルーム (ブルーミング) 現象
  • 2.意図的なブルーム (オゾン劣化防止剤)
  • 3.ブリード、ブルームの分析
    • 3.1 表面観察
    • 3.2 赤外分光法による分析
    • 3.3 問題解決のための考え方
  • 4.製品中の添加剤の揮発によるトラブル

執筆者

  • 工学院大学 山口 和男
  • NPO法人 ぐんまテクノサポーターズ 宮下 喜好
  • 本間技術士事務所 本間 精一
  • 三菱電機 株式会社 藤井 宣行
  • 三菱電機 株式会社 馬場 文明
  • 東京大学 工藤 久明
  • 防衛大学校 工藤 亮
  • (国研) 森林研究・整備機構 森林総合研究所 小林 正彦
  • (国研) 宇宙航空研究開発機構 後藤 亜希
  • (国研) 宇宙航空研究開発機構 行松 和輝
  • (国研) 宇宙航空研究開発機構 宮崎 英治
  • (国研) 宇宙航空研究開発機構 木本 雄吾
  • 株式会社 ADEKA 清水 辰也
  • 株式会社 ADEKA 伊藤 早紀
  • 株式会社 ADEKA 三觜 優司
  • 東亞合成 株式会社 大野 康晴
  • 三井化学 株式会社 岡部 晃博
  • 大八化学工業 株式会社 藤本 和男
  • 大八化学工業 株式会社 植木 健博
  • (公財) 名古屋産業科学研究所 小長谷 重次
  • テクノリエゾン事務所 今井 昭夫
  • 第一工業製薬 株式会社 三浦 祐嗣
  • 名古屋工業大学 林 幹大
  • 山形大学 松葉 豪
  • 旭化成 株式会社 東 孝一郎
  • 徳島大学 田中 均
  • 株式会社 ADEKA 服部 悠平
  • 日産化学 株式会社 諏訪 剛史
  • 藤倉コンポジット 株式会社 堀田 透
  • 三新化学工業 株式会社 立畠 達夫
  • 東京工業大学 久保内 昌敏
  • DIC 株式会社 木本 誠二
  • 積水化学工業 株式会社 村山 智
  • 株式会社 ADEKA 石塚 勇人
  • 株式会社 KRI 本間 秀和
  • 山形大学 小林 豊
  • (一財) 化学物質評価研究機構 飯塚 智則
  • (一財) 化学物質評価研究機構 富松 佑太
  • (一財) 化学物質評価研究機構 伊東 寛文
  • 東亞合成 株式会社 佐内 康之
  • 上野製薬 株式会社 山路 悦司
  • 上野製薬 株式会社 木原 正博
  • 株式会社 FT – Net 青崎 耕
  • 旭化成ワッカーシリコーン 株式会社 浅川 幸彦
  • 環境・バイオ・プラスチックリサーチ 位地 正年
  • 樹脂添加剤コンサルタント 八児 真一
  • マツダ 株式会社 河邉 光祥
  • 広島大学 駒口 健治
  • 日本ペイント・オートモーティブコーティングス 株式会社 小林 和人
  • (公財) 鉄道総合技術研究所 伊藤 幹彌
  • 共同技研化学 株式会社 能宗 孝充
  • 関西リサイクルシステムズ 株式会社 福嶋 容子
  • ポリマー&添加剤技術オフィス 小瀬垣 公穗
  • ミサワホーム 株式会社 栗原 潤一
  • 玄々化学工業 株式会社 今井 佳彦
  • 大日本塗料 株式会社 清水 悠平
  • 大日本塗料 株式会社 宮下 剛
  • 住友ゴム工業 株式会社 近藤 康彦
  • 株式会社 東ソー分析センター 高取 永一
  • 埼玉大学 坂井 建宣
  • あなりす 岡田 きよみ
  • 金沢大学 比江嶋 祐介
  • 金沢大学 新田 晃平
  • 大分県産業科学技術センター 本田 さほ
  • ブルカー・ジャパン 株式会社 工藤 寿治
  • ブルカー・ジャパン 株式会社 森 美詞
  • ブルカー・ジャパン 株式会社 韮澤 崇
  • 株式会社 リガク 有井 忠
  • 山梨県産業技術センター 尾形 正岐
  • 株式会社 日立ハイテクサイエンス 大久保 信明
  • 株式会社 東レリサーチセンター 山口 陽司
  • 元・タキロンシーアイ 株式会社 藤井 琢磨
  • ダイプラ・ウィンテス 株式会社 宗和 賢吉
  • イトケン事務所 伊藤 貞則
  • 神奈川大学 今井 秀秋
  • (一財) 化学物質評価機構 菊地 貴子

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体裁・ページ数

A4判 547ページ

ISBNコード

978-4-86104-859-3

発行年月

2021年5月

販売元

tech-seminar.jp

価格

80,000円 (税別) / 88,000円 (税込)

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