PA11とPA12の比較 (日本語)

ポリアミド11
ポリアミド vs ポリアミド12
ポリアミド
アルケマ株式会社
京都テクニカルセンター
1
ポリアミド11について
ひまし油由来のポリアミド11
ひまし油由来のポリアミド (PA11) 樹脂
Rilsan®(
(PA11)
)は60年以上の歴史をもつ
年以上の歴史をもつ ひまし油由来の
まし油由来のPA11樹脂
樹脂
(樹脂の炭素成分は100%植物由来
%植物由来)
(樹脂の炭素成分は
%植物由来)
自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など幅広い用途展開が可能
自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など幅広い用途展開が可能
ポリアミドの優れた耐熱性、耐薬品性
ポリアミドの優れた耐熱性、耐薬品性、耐燃料性
優れた耐熱性、耐薬品性、耐燃料性とポリエチレンの優れた
、耐燃料性とポリエチレンの優れた加工性
とポリエチレンの優れた加工性を併せ持つ
加工性を併せ持つ
類似の石油由来のポリアミド
(PA12) に比べて優れた特性を持つ
類似の石油由来のポリアミド12
ポリアミド
に比べて優れた特性を持つ
ポリアミド11とポリアミド12の比較
ポリアミド11がポリアミド12より優れている点
柔軟性
低温衝撃性
耐熱性、耐熱老化性
耐劣化燃料性
ガス及び燃料バリア性
耐屈曲疲労性
耐磨耗性
植物度
1. 合成
合成
1947~
ひまし油
リシノール酸メチル
アミノウンデカン酸(PA11のモノマー)
重合 & コンパウンド
Rilsan® (PA11)
1970~
原油
ナフサ
ブタジエン
ラウリルラクタム(PA12のモノマー)
重合 & コンパウンド
Rilsamid® (PA12)
PA11
• 植物由来なので、極めて高い“
再生可能な炭素)
植物由来なので、極めて高い“植物度”
植物度”を持つ(
を持つ(100%再生可能な炭素)
• 高機能エンジニアリングプラスチック
2. 結晶構造
結晶構造
PA11 と PA12 の単位格子
O N C
a
c
b
c.sinβ
β
PA11(奇数PA) :三斜晶(a triclinic)
PA12 (偶数PA): 単斜晶(g monoclinic) =>
=>よりコンパクトな結晶単位
水素結合のために主鎖がねじれる構造をもつ
単位格子が球晶構造に大きく影響
結晶構造
球晶構造
PA11:規則的な環状の球晶構造
PA12:やや粗大な球晶構造
• 球晶構造の違いにより、PA11はPA12に比べ、耐薬品性、耐熱
性等に優れる
• PA11の結晶化速度はPA12のそれに比べ4倍速い
3.基本物性
柔軟性の違い
Flexibility & plasticizer%
1300
1200
無可塑
1,000
1,200
Flexural Modulous ISO 178 (MPa)
1100
PA11
PA12
1000
900
中可塑(P20) 可塑 (P40)
450
350
550
400
800
700
600
500
400
PA 12
P 10
300
P 20
200
P 30
PA 11
P 40
100
0
0
5
10
15
20
25
Plasticizer content (mass %)
PA11の柔軟性はPA12に比べ高い
30
衝撃強度の違い
高可塑グレードの衝撃強度
高可塑グレードの衝撃強度
強化グレードの衝撃強度
強化グレードの衝撃強度
50
16
NON CASSE
シャルピー衝撃強度ノッチ付 ( KJ/m2)
シャルピー衝撃強度ノッチ付
( KJ/m2)
Charpy Impact Energy (kj/m2)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
PA 11
PA 12
PA 11
14
12
10
PA 12
8
6
4
2
0
1
- 40°C
0
-40
•
•
-30
0
2
- 30°C
3
- 0°C
23
各温度において、PA11の衝撃強度はPA12に比べ高い
特にPA11の低温衝撃性はPA12よりも優れる
4
23°C
短期的耐熱性の違い
DMAカーブ
3 POINT BENDING MODE - 10rad/s
融点
ガラス転移点
熱変形温度
0.45 MPa 荷重
貯蔵弾性率 E'(Pa)
1,E+10
E'
1,E+09
E'
融点
PA11
1,E+08
PA12
ガラス転移点
1,E+07
-140-120-100-80-60-40-20 0 20 40 60 80 100120140160180200
温度 (°C)
PA11
PA12
PA11
185℃
℃
46℃
℃
PA12
175℃
37℃
155℃
℃
140℃
⻑期耐熱性の違い
PA11
PA12
常用温度
125℃
100℃
ピーク
150℃
125℃
• サンプル:押出チューブ(外径8mm, 厚さ1mm)
• 試験方法
1. 熱老化試験
常用温度:1000時間
ピーク温度:16時間
2. -40℃にて落錘衝撃試験
• 破断しない限界温度を上の表に記載
(PA11において、125℃1000時間、150℃16時間の熱老化後にその傾向がみられる)
PA11はPA12より、長期的耐熱特性に優れる
劣化燃料性の違い
劣化燃料試験 (Fuel CM15, PON 200)
溶液粘度の保持率 (%)
℃
1 週間後
2 週間後
3 週間後
4 週間後
PA11
40
96.9
96.3
94.4
93.8
PA12
40
81.6
65.8
53.9
42.8
PA11はPA12より耐劣化燃料性に優れる
ガス透過性の違い
ガス透過性
T=23°C
PA11 可塑化
PA12 可塑化
ガス透過性
CH4
CO2
CH4
CO2
HDPE
(高密度ポリエチレン)
10-9 cm3.cm/cm2.s.bar
温度(°
温度 °C )
天然ガス
PA11 (可塑化)
PA12 (可塑化)
0,6
6
1,6
12
50
3,5
7,4
20
75
12
16
55
PA11はPA12に比べガス透過性に優れる
100
35
53
120
耐屈曲疲労性の違い
MIT試験機による屈曲疲労性
試験機による屈曲疲労性
23℃、荷重 1kg、270°屈曲、 180回/分
試験片 : プレスシート 0.8mm、120℃1日熱処理後
PA11
PA12
破断までの回数
3700
560
PA11は、
は、PA12より屈曲疲労性に優れる
より屈曲疲労性に優れる
は、
耐摩耗性の違い
TABER Abrasion Test results
Weight loss (mg)
25
20
15
10
5
0
Rigid
P20 type
Plasticized PA 12
P40 type
Plasticized PA 11
PA11は、
は、PA12よ
より耐摩耗性に優れる
は、
ポリアミド11とポリアミド12の比較
ポリアミド11がポリアミド12より優れている点
柔軟性
低温衝撃性
耐熱性、耐熱老化性
耐劣化燃料性
ガス及び燃料バリア性
耐屈曲疲労性
耐磨耗性
植物度
19