2020.07/27 フェノール樹脂とポリエチルシリケート

この２種の高分子は均一な混合が難しい。高速ラボミキサーで１０００回転以上で攪拌してもすぐに相分離する。混練機の中でどのようなことが生じるかを観察するためには面白い組み合わせである。

ポリエチルシリケートは、分子量により水のような液体から高粘度液体まで粘度は大きく変化する。

フェノール樹脂は、ノボラック型かレゾール型かでその分子構造は異なり、粘度も固体から液体まで変化する。分子量によりもちろん粘度は異なる。

両者の粘度差が小さい時に攪拌は難しくないが、粘度差が大きい時に低速攪拌では、目視で均一にできないことを容易に体感できる。

面白いのは、両者に溶解しうる酸触媒あるいはアルカリ触媒を用いたときで、粘度差があっても、低速で混合が進行する様子を観察できる。

この時粘度差があると目視でも不均一を確認できるような状態で硬化するが、粘度差がないと均一に見えるように硬化してゆく。

これを高速攪拌機で実施すると、驚くべきことに均一な透明液体が得られる時がある。さらに最適化すればそのまま硬化する。

フローリー・ハギンズ理論では、χが0でない時には相溶しないことが知られている。ただこれは平衡状態における話だ。それが教科書には明確に書かれていないので、高分子のブレンドを考えるときのアイデア創出の障害となる時がある。

高分子のブレンド系についてプロセス設計を行う時には、この理論にとらわれすぎないようにすることが賢明である。

χも一つの制御因子であるととらえることが重要で、χが０の組み合わせでも粘度差が大きいと実際のプロセスで相溶させることはできない。

カテゴリー : 高分子