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田子 敬典; 長澤 尚胤; 玉田 正男; 工藤 久明*; 勝村 庸介*
no journal, ,
植物由来のポリ乳酸やポリアミド11などのバイオプラスチックは、環境低負荷素材としてさまざまな分野での実用化が期待されている。特にポリ乳酸は、石油由来の汎用プラスチックと比較して耐熱性や耐衝撃性の低さが課題となっており、そのため、応用範囲が限定されている。橋かけ剤を添加したポリ乳酸の放射線橋かけ技術により耐熱性を向上できるが、耐衝撃性については汎用プラスチックの半分以下の値であり、改善点として課題になっている。そこで本研究では、耐衝撃性に優れた植物由来のポリアミド11を用いて、ポリ乳酸にブレンドして放射線橋かけにより、耐熱性とともに耐衝撃性も改質することを試みた。橋かけ剤であるトリアリルイソシアヌレートを3重量%添加したポリ乳酸/ポリアミド11(重量比50/50)ブレンド体に100kGy電子線を照射すると、ゲル分率が約83%を有する橋かけブレンド体を作製できた。この得られた橋かけブレンド体は、ポリ乳酸及びポリアミド11の融点以上の250
Cでも熱変形をほとんど起こさず、かつ衝撃値が約5kJ/m
とポリ乳酸単独の2.5倍まで向上することがわかった。以上の結果から、汎用プラスチックであるポリプロピレンと同等の物性を有するバイオプラスチック材料を作製でき、バイオプラスチックの応用拡大に寄与できると考えられる。
田子 敬典; 長澤 尚胤; 田口 光正; 工藤 久明*; 勝村 庸介*
no journal, ,
バイオプラスチック材料であるポリ乳酸(PLA)/ポリアミド11(PA11)ブレンドは放射線架橋技術により、耐熱変形性や耐衝撃性を改質できる。ゲル分率と特性の関係についての知見を得ている。本研究では、高ゲル分を有する材料を得るため、室温以上熱分解温度以下で電子線照射を行い、架橋反応に対する照射温度効果について検討した。架橋剤としてトリアリルイソシアヌレートを3phr(per hundred resin)添加したPLA/PA11(混合比1/1)ブレンドに、窒素雰囲気下で、10kGyの電子線照射を行った。室温下で照射したブレンドのゲル分率は36%だった。PLAとPA11のガラス転移温度(それぞれ約55C,約40C)以上である約60C、PLAの再結晶化温度下である約100C、PLAとPA11の融点(それぞれ約175C,約190C)以上である約220Cで照射すると、ゲル分率はそれぞれ82, 54, 0%となった。再結晶化温度では非晶部の減少及び再結晶化する際の架橋剤の不均一化、融点以上では急激な分子運動による分子間の架橋剤の蒸発が原因となり高ゲル分率を得られず、ガラス転移温度下では分子鎖の非晶部の運動性が高くなり、架橋反応が起こりやすくなったため、高ゲル分率を得ることができたと考えられる。以上のことから、ガラス転移点下での照射は有効と言える。
田子 敬典; 長澤 尚胤; 田口 光正; 玉田 正男; 工藤 久明*; 勝村 庸介*
no journal, ,
植物由来のポリ乳酸は、石油由来プラスチックに置き換わるバイオプラスチックの一つとして実用化が期待されている。しかし、ガラス転移温度(約60C)以上での耐熱変形性、室温下での耐衝撃性が課題となっている。そこで、耐衝撃性に優れる植物由来ポリアミド11をブレンドし、かつ放射線架橋を導入することにより、ポリ乳酸の上記の欠点を改善することを検討した。架橋剤を3phr(per hundred resin)添加したブレンド体(50/50wt%)を100kGy電子線照射を行うと、約80%のゲル分が得られた。熱機械的分析により、ポリ乳酸のガラス転移温度及びポリ乳酸,ポリアミド11の融点(それぞれ約175C, 185C)でもほとんど変形せず、耐熱変形性を改善できることがわかった。また、衝撃値は4.8kJ/mと、未照射ポリ乳酸の約2.5倍耐衝撃性も改善することができ、バイオプラスチックの用途拡大に繋がると考えられる。
田子 敬典; 長澤 尚胤; 工藤 久明*; 田口 光正; 勝村 庸介*
no journal, ,
バイオプラスチック材料の放射線改質に関する実習を行った。植物由来のポリ乳酸やポリアミド11などのバイオプラスチックは、環境低負荷素材としてさまざまな分野での実用化が期待されている。ポリ乳酸は、耐熱性や耐衝撃性の低さが課題となり応用範囲が限定されている。本実習ではポリ乳酸に衝撃性の改善が期待できるポリアミド11をブレンドした放射線架橋技術を開発することによりポリ乳酸の耐熱性かつ耐衝撃性を改質することを目的とした。線量,雰囲気などの照射条件と架橋効率の関係及び熱的・機械的特性向上について、ゲル分率測定,熱機械分析や衝撃試験等にて評価した。架橋剤としてトリアリルイソシアヌレートを3重量%添加したポリ乳酸/ポリアミド11(重量比50/50)ブレンド体に電子線を100kGy照射すると、ゲル分率が約83%まで向上する。この得られた架橋ブレンド体がポリ乳酸及びポリアミド11の融点(それぞれ約175,185C)以上でも熱変形をほとんど起こさず、その衝撃値が約5kJ/mとポリ乳酸単体の2.5倍まで向上することを見いだした。
長澤 尚胤; 田子 敬典*; 工藤 久明*; 玉田 正男; 勝村 庸介; 田口 光正
no journal, ,
バイオプラスチック材料は環境低負荷素材として実用化が期待されている。ヒマシ油由来のポリアミド11(Polyamide11: PA11)は耐溶剤性や柔軟性を有していることから、応用利用が期待されている。しかしながら、応用拡大を目指すには融点以上の耐熱性を改善する必要があるため、本研究では、PA11に電子線照射を行い、橋かけ構造導入による耐熱性向上について検討した。PA11のゲル分率は、線量と橋かけ剤であるトリアリルイソシアヌレート(TAIC)添加量の増加とともに増加した。TAIC無添加の系では、ゲル分率が200kGyで9.7%、750kGy以上から約76.2%に飽和するのに対し、3phrのTAICを添加した系では、10kGyで85%に達する。熱機械特性測定において未橋かけのPA11は融点185Cで伸びきるのに対して、橋かけPA11はゲル分率の増加とともに融点での形状変化が小さくなり、ゲル分率80%以上では融点以上の200Cでも形状変化がほとんどないことがわかった。以上の結果、放射線橋かけによりPA11の耐熱性を向上させることに成功した。