CPE｜Chlorinated Polyethylene エラスレン | Elaslen 昭和電工株式会社基礎化学品事業部ソーダ誘導品部エラストマーグループ目次 ■ エラスレンとは製造、グレード、構造と物性 ■ エラスレンの用途紹介硬・軟質ＰＶＣ改質、磁性材、ゴム、etc ■ エラスレンの硬質PVC改質他改質剤との比較エラスレングレード比較、etc エラスレンとは ■ エラスレンは昭和電工が独自の技術で開発した塩素化ポリエチレンです。Ｚ chlorinated polyethylene ＝ CPE ■ エラスレンはポリエチレンを水性懸濁下で塩素化して得られる熱可塑性ポリマーです。 ■ 柔軟性、耐候性、耐熱老化性、耐薬品性、耐油性、難燃性が必要な用途に好適です。エラスレンの生産プロセス反応、水洗、乾燥の工程からなります。反応工程ポリエチレン粉に水性懸濁下で塩素ガスを吹込み、熱ラジカルによる置換反応を行います。水洗工程置換反応により生成した塩酸を除去します。乾燥工程スラリーを脱水・乾燥し、エラスレン粉を得ます。エラスレンの製造工程エラスレンの反応ＨＨＨＨＨＨＨ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ －Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ＨＨＨＨＨＨＨ 2Ｃｌ 2 熱ＨＨＨＨＣｌＨＨ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ －Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ❘ ＨＣｌＨＨＨＨＨ＋２ＨＣｌ ■ エラスレンは熱ラジカルによりランダムに塩素化します。 ■ 様々な温度条件を採ることにより、塩素分布、結晶量などを制御し、特性の異なるグレードを造ることが可能です。エラスレンのグレード名例:302NA ① ② ③④ ① 塩素含有量 20、25、30、35、40、45wt% ② 分子量高 ← 1M、1、1K、2N、2G、2、3、4 → 低 ③ 結晶残少 ← A ：非結晶 B：半結晶 C：高結晶 →多 ④ シート末尾の A → E エラスレンの分子制御制御因子制御方法物性・特性 ① 塩素量塩素分布塩素送入量反応条件耐熱性、耐薬品性、低温特性モジュラス、硬度、相溶性 ② 分子量分子量分布原料ＰＥ加工性、強度、耐摩耗性上記のバランス ③ 結晶量結晶サイズ反応条件モジュラス、強度、硬度相溶性、吸油性、加工性 CPE構造と物性｜塩素量の影響 ■ 同一原料、非結晶の例 ①～35wt％ポリオレフィン→ゴム ②35wt％～分子間凝集力が増す低い ← 塩素量 → 高い低温特性耐熱性難燃性耐油性 (MPa) ■ 塩素由来の特性１００％モジュラス 5 1000 4 800 3 伸び 600 （％） 2 400 1 200 0 0 15 20 25 30 35 40 45 50 塩素量(wt%) 100%モジュラス(MPa) 伸び(%) CPE構造と物性｜分子量の影響 ■ 同一塩素量、非結晶の例分子量の選択特性と加工性のバランスによる ■ 分子量由来の特性低い ← 分子量 → 高い易加工溶解性耐摩耗性反撥弾性反撥弾性％ 70 1000 60 100 50 10 40 1 30 0.1 20 0.01 低 ← 分子量 → 高ＭＦＲｇ／１０ｍｉｎ CPE構造と物性｜結晶量の影響 ■ 同一原料、塩素量の例 100 結晶量の増加に伴いゴム → 樹脂 ■ 結晶由来の特性柔軟性溶解性高強度永久歪性 JIS A 少ない ← 結晶 → 多い硬度 1000 90 800 80 600 70 400 60 200 50 0 0 5 結晶量硬度 JUS A 10 J/g 伸び（％） 15 伸び（％）熱分解挙動｜エラスレンとPVCの比較 105.0 269.24Cel 299.45Cel 99.8% 96.7% 100.0 95.0 理論上の脱ＨＣｌ量 90.0 85.0 80.0 75.0 塩素分布の影響 70.0 ＰＶＣ＝規則的（ジッパー） 65.0 エラスレン＝ランダム TG % 60.0 55.0 432.27Cel 51.7% 脱ＨＣｌしやすいところから 50.0 徐々に 45.0 40.0 414.89Cel 30.2% 35.0 30.0 25.0 20.0 エラスレン 15.0 530.02Cel 9.0% ＰＶＣ（p=1050） 10.0 529.91Cel 2.0% 5.0 0.0 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 Temp Cel Fig.熱天秤（TG）による熱劣化挙動の比較（10℃/min、Ｎ2） 350.00 400.00 450.00 500.00 550.00 エラスレンの用途対象樹脂主な効果適用代表グレード製品用途硬質塩ビ耐衝撃性向上加工性向上 351A,301A HI,HTパイプ樹脂サッシ軟質塩ビ低温特性改良 401A,303B 電線被覆材絶縁テープ難燃ABS 難燃性付与火だれ防止 252B,303B 302NAC UL94 V-0対応難燃ABS樹脂ポリエチレン難燃性付与 303B,404B 電線、電設部品磁性材料フィラー高充填性 301A,351A 302NA ゴム磁石電磁遮蔽/吸収材ゴム耐油性付与難燃性付与 301A,351A 301MA 自動車用ホース難燃ゴム部品硬質塩ビ用途硬質PVCの耐衝撃性、加工性改良 ■ 特長１）混練時のトルク上昇が小さく、加工性に優れる｡２）分子設計（分子量、塩素量等）によりゲル化挙動の調整が可能。３）二重結合を分子内に持たないため耐候性が良好。エラスレン MBS アクリル系MBS 衝撃改良性 ○ ◎ ○ 加工性 ◎ △ △ 耐候性 ◎ × ◎ 耐薬品性 ◎ △ ○ 軟質・半硬質塩ビ用途 ■ 特長１）半結晶性のエラスレンを用いることにより、透明性を損なうことなく、耐候性、耐熱老化性、耐寒性を改善できます。２）分子量、塩素量、塩素分布等の異なるエラスレンを選択することにより溶融粘度の調整が可能となり、加工特性の改善が可能です。 ■透明フィルム ■PVCパイプ（水道管、電纜管）透明フィルム軟質・半硬質塩ビ用途 ■ 特長１）少量の添加(３～５重量部)で、耐ドリッピング性が向上(UL94 V-0) ２）耐衝撃性が向上３）流動性に優れ、成形性が良好 ■OA機器筐体難燃コンパウンド（電設資材） CPE/PEをベースとした難燃コンパウンド ■ 特長１）難燃性、耐候性、電気特性（耐トラッキング性、耐電圧性）２）柔軟性（ヒンジ特性） ■防護管、ネット類エラスレンコンパウンド PVC EPDM 難燃性 ○ ○ × 電気特性 ○ × ○ 耐候性 ○ △ △ ■引留クランプカバー、碍子カバー類磁性材・フィラー高充填用途 ■ 特長１）軟質塩ビ、ＮＢＲ等他の樹脂と比較し多量にフィラーを充填することが可能。２）非架橋で使用でき（架橋工程が不要）、コスト、リサイクル性に優れる。３）難燃性を有しており、難燃用途に応用が可能。 ■ゴム磁石性エラスレン軟質PVC 架橋NBR 難燃性 ○ △ △ 電気特性 ○ × ○ 耐候性 ○ ○ × 架橋ゴム用途 ■ロール ■自動車部品 ■ガス管 ■耐薬品性ゴム