異なるプラスチック用途に適したポリマー改質剤の選び方―ブログ記事

さまざまなプラスチック用途に適したポリマー改質剤の選び方は？

御社の樹脂はデータシートの仕様を満たしています。にもかかわらず、製造ラインで部品が割れてしまうのです。このような事例はよく見られ、対策はたいてい改質剤の見直しから始まります。

3つのステップでポリマー改質剤をお選びください。まずベース樹脂を特定し、次に性能上の課題を明確にしたうえで、最後にその改質剤がお客様のプロセスにおいてどのように機能するかを確認します。3つすべてに適合する改質剤は、樹脂システム全体を変更することなく、部品の性能を向上させます。

私が目にする多くの失敗は、不良な材料が原因ではありません。むしろ、優れた材料を誤った場所に使ってしまうことから生じるのです。その回避方法をご紹介しましょう。

プラスチック製造において、ポリマー改質剤はどのような課題を解決できるのでしょうか？

脆い部品は、弱い部品よりもコストがかかります。予期せぬタイミングで破損し、最初に気づくのはお客様です。

ポリマー改質剤は、脆性破壊や衝撃強度の低さ、柔軟性の不足、耐薬品性の弱さ、加工の難しさといった課題を解決します。樹脂を置き換えることなく、樹脂の特性を変化させます。少量の添加で問題が解消されることが多くあります。

製品ではなく、失敗から始めよう

私はいつも最初に一つの問いを投げかけます。その部品はなぜ故障するのか？冬にひび割れる部品と、油中に膨張する部品では、対処法が異なります。ダウ社はこう指摘しています。ポリマー改質剤樹脂を丸ごと変更することなく、耐衝撃性や溶融流動性、相容性を調整できます。私の経験とも一致しています。

私が最もよく見かける五つの問題

これらは、脆性破壊、衝撃強度の低さ、柔軟性の乏しさ、耐薬品性の弱さ、そして加工上のトラブルを示しています。私は、どのように……について議論しました。ゴムの増強材料前回の記事でインパクトの向上を図りました。ここでも同じ論理が適用されます。まずは課題を明確にし、そのうえで適切な手法を選択しましょう。

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一般的に使用されるポリマー改質剤にはどのような種類がありますか？

商品リストが長すぎると、購入者は迷ってしまうものです。私もキャリアの初期には、同じように感じていました。

一般的なポリマー改質剤は、衝撃改質剤、加工改質剤、相容性向上剤、および安定剤の4つのグループに分類されます。衝撃改質剤は耐衝撃性を向上させ、加工改質剤は溶融流動性を改善します。相容性向上剤は混合されたポリマー同士を良好に結合させ、安定剤は老化を抑制します。

ゴム系ポリマー改質剤

このグループには、NBR粉末が含まれます。PNBR、MBS、CPEおよびアクリル系改質剤。ナガセは、衝撃改質剤、安定剤、可塑剤を主要な…として挙げています樹脂改質剤また、分散されたゴムは衝撃強度を向上させることも指摘されています。粉末状態については、私の最初の記事で取り上げましたNBR合成ゴム粉末.

相溶化剤および再生樹脂

エンテックは、次のように説明しています。相溶化剤混和しない結合ポリマー。また、リサイクル原料や混合原料の処理にも役立ちます。リサイクルプラスチックはしばしば靭性を失います。私の業務においては、この分野の重要性が年々高まっています。

樹脂系に適したポリマー改質剤は、どのように選定すればよいのでしょうか？

ここが、多くのプロジェクトが失敗する原因です。人々はまず修飾剤を選び、次に樹脂を選んでしまいます。

ポリマー改質剤は、3つのステップで選定します。まず、PVC、ABS、PP、PEなど、基材となるポリマーを特定します。次に、性能目標を明確に設定します。最後に、加工適性を確認します。いずれかのステップを省くと、試験結果が期待外れになることがよくあります。

ステップ1：ポリマーマトリックスを特定する

クラレは、選択はポリマー、求められる効果、そして…に依存すると述べています。処理条件. 私も同意します。PVCでさえ、二つに割れてしまいます。スペシャルケムは、軟質PVCと硬質PVCでは使用する改質剤が異なることを指摘しています。

ステップ2：パフォーマンス目標を定義する

ターゲットを一文で書き、それを方向に照らし合わせる。

問題	修飾子の方向	私が最初に確認すること
低インパクト	ゴム改質剤	粒子分散
油の曝露	NBR系改質剤	浸けた後の腫れ
屋外での経年変化	アクリルまたはCPE	紫外線および熱への曝露
混合樹脂または再生樹脂	相溶化剤	相分離

ステップ3：処理の互換性を確認する

ここでは、物理的な形状が重要です。粉末状のニトリルゴムは、従来の固体ゴムに比べて取り扱いやすく、混練も容易です。この粉末の利点については、私が以前に…で説明しました。最初の記事. 分散しない改質剤は、何の強化効果ももたらしません。

なぜゴム系ポリマー改質剤が靭性向上のために用いられるのか？

充填剤は体積を増やしますが、靭性を向上させることはほとんどありません。中には衝撃強度を低下させるものさえあります。

ゴム系改質剤は、ゴム相が衝撃エネルギーを吸収することでプラスチックを靭性向上させます。ゴム粒子は亀裂の進展を抑制しますが、一般的な充填剤にはそのような機能はありません。充填剤は体積を増やすだけで、エネルギー吸収性能は持ちません。

ゴム相の働き方

スペシャルケムは、効果的な衝撃改質剤低Tgのゴム相とマトリックスとの良好な接着性が求められます。平たく言えば、ゴム粒子が膨張し、周囲のプラスチックが伸びるのです。この過程でエネルギーが消費されます。ニトリルゴム粒子は衝撃エネルギーを吸収し、ひび割れを抑制します。この点については、私が執筆した第2回目の記事で詳しく説明しました。ニトリルゴム用の増強剤.

ロードレベル

同書では、おおよその範囲が示されています。汎用グレードでは10％未満、低温用グレードでは約5～15％、超高靭性グレードでは約20～25％とされています。これらはあくまで目安にすぎません。最終的な配合比率は試験によって決定します。

PNBRはプラスチック改質に適したポリマー改質剤ですか？

どんな仕様にも万能なオプションは存在しません。たとえ注文を一つ失うことになっても、私は必ずお客様一人ひとりにそう伝えています。

PNBRは、靭性・柔軟性・耐油性と粉末の取り扱いやすさをバランスよく備えたプラスチックに適しています。PVCや軟質製品がその代表例です。一方、透明部品や高温下で使用される屋外用途には不向きです。

PNBRが適合する場所

RBHは、事前に架橋されたものを説明していますNBR用粉末改質剤PVC向けです。これらはゴム状の補強効果を付与し、混練が容易で、より均一なコンパウンドを実現します。また、耐薬品性も向上させます。そのため、PVCの改質や柔軟性のあるプラスチック製品、さらには耐油用途に最適です。ユダハンでは、価格の話に入る前に、お客様の加工プロセスに合わせてPNBRグレードを決定いたします。

私がノーと言う場所

透明部品は第一の制約です。ゴム粒子は光を散乱させます。高温下で使用される屋外向け製品は第二の課題です。スペシャルケム社は、ブタジエン系改質剤は紫外線耐性および耐熱性を低下させるおそれがあると警告しています。こうした用途には、アクリル系改質剤をご提案しています。誠実な対応こそが、短期的な売却よりも長期にわたる信頼関係を築くのです。

ポリマー改質剤の選定は、長期的な性能にどのように影響するのでしょうか？

部品は衝撃試験に合格しても、2年後には故障する可能性があります。

改質剤の選定は、経時変化、気象条件および化学物質への曝露を通じて、長期的な性能に影響を及ぼします。衝撃試験では、短期的な結果しか得られません。優れた選定とは、初日に行う一回の試験にとどまらず、製品の全使用寿命全体を見据えたものでなければなりません。

短期対長期

短期的には衝撃試験を実施し、長期的には熱・太陽光・化学薬品に対する耐性を確認します。ダウ社では、応力割れおよび加水分解に対する耐性を次のように挙げています。耐久性の目標修飾子に関するものです。これらの不具合は、試験台上ではなく、生産開始から数か月後に発生します。

お客様に試していただきたいこと

私は、オーブン熟成試験、油浸漬試験、および屋外曝露試験を要求します。これらの試験にかかる費用はわずかです。一方、製品が不合格となった場合のコストははるかに大きくなります。第3回の記事では、材料選定はまずポリマーマトリックスと性能上の課題から着手すべきであり、次いで耐用寿命を検討するべきだと強調しました。