2022.12/17 高分子の難燃性（２）

フェノール樹脂は、耐熱性樹脂として知られているが、その難燃性は合成条件により大きく変化する。空気中で簡単に燃焼するようなフェノール樹脂から空気中では着火しにくく炭化するだけのフェノール樹脂までさまざまである。

PPSという樹脂は、典型的な結晶性樹脂でその成形体は脆い。球晶が十分に大きく成長するのでこの脆性が出てくる、と言われており、ナイロン例えば６ナイロンを添加すると球晶の成長が阻害され、脆性が改善される。

特許も出願されているのだが、この方法によりTgが数度下がることはあまり知られていない。添加された６ナイロンの一部が相溶しているかもしれない現象だが、６ナイロンのTgも現れるので、相分離していることが伺われる。

ところがこれは通常の二軸混練機で混練した時であり、カオス混合機を取り付けると、６ナイロンのTgが消失し、PPSのTgが１０℃程度低下して１カ所だけTgが現れるポリマーアロイとなる。

６ナイロンのスピノーダル分解速度は遅く、射出成形しても押出成形してもこの相溶状態は変化しないので、結晶化していないPPS成形体が得られる。

PPS単体のMITでは３０００以下だが、６ナイロンを非相溶状態で押出ベルトとすると３２００から３５００程度となり、靭性が若干改善される。ところが６ナイロンが相溶状態の押出ベルトになるとMITは２００００以上となり１０倍近く靭性が向上し、MFＰの高速ベルトとして使えるようになる。

面白いのは、ＬＯＩは変化しないのだ。自分で測定していない実験結果なので少し怪しいと思っているが、平均値は同じであり、標準偏差に違いがみられる程度である。

フェノール樹脂のＬＯＩが、その原材料やプロセス条件が異なると、ＬＯＩが１９から４０程度まで変化する現象を体験した立場では、このＰＰＳのＬＯＩが非晶質状態のベルトと結晶状態のベルトで変わらない現象は、かぐや姫が目の前に現れたような驚きである。

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