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