2013.09/30 フェノール樹脂の難燃化（２）
30年ほど前、難燃剤を使用しなくても建築基準を満たすフェノール樹脂発泡体を供給できるメーカーがあるにもかかわらず、他社は難燃剤を５－１０％程度添加したフェノール樹脂原液を販売していた。しかし科学的なお決まりの手順で難燃剤が添加されていないフェノール樹脂を解析しても満足な結果が得られず、処方設計の仕事が暗礁にのり上げたが、試行錯誤の実験でブラックボックスをリベールしようと難燃剤を添加しない状態の樹脂で実験を始めた。
難燃剤の入っていない樹脂原液を発泡体にして熱分析したところ、３次元架橋しているはずのフェノール樹脂にソフトセグメントが存在している可能性が重量減少曲線から読み取れた。パルスＮＭＲで確認したところ明らかにソフトセグメントであることが分かった。さらに試行錯誤で触媒の種類や量を変えて製造したフェノール樹脂発泡体に含まれているソフトセグメントの量と防火性とが相関したのだ。
横軸に熱分析とパルスＮＭＲで推定したソフトセグメントの量、縦軸に防火性の指標を取り、様々な条件で合成されたフェノール樹脂サンプルの測定結果をプロットしたところうまく相関した。そして、樹脂原液を販売せず、発泡体のみ販売しているメーカーの製品は、その延長線上に存在する可能性のあることが非科学的ではあるが推定された。
まだ検討していない条件でそのサンプルのレベルに到達できるかもしれないが、ソフトセグメントの量は反応機構から樹脂原液の影響を受ける可能性がある。さらに試行錯誤の検討を続けるのか、あきらめて別の技術手段を検討するのか迷ったが、低コストで建築基準を満たすフェノール樹脂発泡体を開発するのが目標なので、完全なリベールを断念し、コストを低減できる技術手段を検討することにした。
ゴム会社では樹脂原液を購入し発泡体に仕上げ天井材として販売するビジネスなので、樹脂原液よりも低コストの材料と複合化させコストを下げる開発が重要になる。安価な無機フィラー添加はその常套手段となるが、脆いフェノール樹脂をさらに脆くする。試行錯誤の実験で見いだしたソフトセグメントを減量できる対策をいろいろ考えてみた。妄想であるがソフトセグメント近傍に運動性を阻害できる無機成分を反応させれば目的を達成できる可能性が見えた。
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