樹脂・プラスチック・ゴム等の高分子材料

組成分析

高分子がどのような分子種で構成されているか不明な場合は、先ず組成を分析するのをお勧めします。分子種が判明すれば、おおよその性質は推定できます。分子種が1種類ではなく、何種類かになる共重合物である場合は、共重合比率も重要です。

分子量

高分子としての性質を発現しているのは、分子が繋がっていることによります。どの程度連結しているのかを表すのが、分子量(分布)です。分子量は、強度や溶融粘度などの物性値に関係するので、トラブル解決には必須です。

結晶・非晶

結晶性高分子の場合、熱・機械特性は結晶状態を反映します。たとえば、フィルムや糸を作る際、高分子材料を一旦溶融した後、固化させます。この固化過程での温度、変形様式・速度、時間に依り、結晶・非晶状態の異なる様々な構造が発現し、強度等に大きく影響するのです。したがって、配向を含めた結晶・非晶構造を把握することが重要となります。

分散状態

弾性率、線膨張率、耐熱性などを制御するために、無機フィラーを含有している場合があります。フィラーの分散状態やフィラーと高分子の接着状態が物性に反映されるため、観察等により、これらを把握することが重要です。また、性能発現のため、何種類かの高分子を混合させて、ポリマブレンドやポリマアロイにする場合にも、分散状態や界面状態の観察などが重要となります。

添加剤

高分子材料には、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、難燃剤、相溶化剤、可塑剤など色々な添加剤が含まれています。微量な場合が多いが、性能に大きく影響するので、その種類の特定と定量が重要です。劣化の場合などは、添加剤の変性や含有量の減少などに起因する可能性があります。

劣化

分子量の低下、結晶・非晶状態、分散状態、添加剤の変化だけでなく、分子構造の変化も劣化の要因として挙げられます。
このような場合は分子構造を調べる必要が生じます。また、表面から変質は起きることが多いので、どの程度の深さまで変質が進行しているのか、深さ方向の分析も欠かせません。

分析メニュー

高分子材料に関係する分析項目・手法は非常に多く、分析の立場で見ると一筋縄ではいきません。闇雲に分析するのではなく、ある程度の推論を加えて、分析手法を決定することが重要です。

高分子材料によく用いられる手法

劣化解析メニュー

高分子材料は色々な使い方がされていますが、使用していくうちに、光、熱、酸化、吸湿、応力などにより劣化が進行し、本来の性能が低下します。劣化の程度や劣化の要因を評価することは、非常に重要です。 ただし、高分子材料の劣化解析に適用できる分析項目・手法は非常に多岐にわたります。闇雲に分析するのではなく、ある程度の推論を加えて、分析手法を決定することが重要です。