熱分析による樹脂の熱履歴の解明

浜田技術センター

1.はじめに

プラスチックは、それまでに受けた熱処理により、加熱されたときの材料の膨張・収縮の過程、あるいは熱の吸収・放出などの反応が異なる。本研究ではポリエステル（PET；ポリエチレンテレフタレート）の透明シートを用いて、熱分析装置（DSC6200　（株）日立ハイテクサイエンス）を用いて熱処理後の示差走査熱測定を行い、熱処理の影響を検討した。

2．実験方法

2．1．供試材料とその特徴

ポリエチレンテレフタレート（図1に構造式を示す）

• 比重　1.34　融点245℃の結晶性樹脂
• 用途　繊維製品、フィルム、食品・飲料用ボトル、自動車用、工業用

図1．ポリエチレンテレフタレートの構造式^１）

2．2．測定方法

熱分析測定を行う前に装置内で一定温度、一定時間熱処理を行った。その後、20℃まで冷却してから測定を開始した。測定での温度スケジュールの一例として図2に熱処理と測定の時間経過を示した。レファレンスには空容器を用いた。

熱処理時間は30秒から24時間、熱処理温度は90～230℃で行った。

図2．装置内で行った温度スケジュールの一例

結果

• 結果の一例として熱処理時間を1時間で固定して熱処理温度を変えた場合の熱分析結果を表1および図3に示す。

熱処理温度(℃)	120	140	160	180	200	220
結晶融点(℃)	132.2	152.4	172.3	192.8	218.1	237.9
融解熱(J/g)	0.30	1.03	1.50	2.54	3.49	9.93

表1．熱処理で生成した結晶の融点（熱処理時間1時間）

図3．熱処理温度を変化させた場合（1ｈ）

まとめ

• 熱処理時間が一定の場合、生じた結晶が融解する温度（融点）は熱処理温度＋12～17℃程度であった。
• 熱処理温度を一定にした場合、熱処理時間が長くなるにつれて、生じた結晶の融点は上昇する傾向を示し、融解熱も同様に大きくなった。

文献

1.大井秀三郎，広田愃． プラスチック活用ノート． 1999，p192-194．

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