樹脂製品

スーパーエンプラ(耐熱、耐薬、耐摩耗)

エンジニアリングプラスチックを上回る性能を持つ熱可塑性樹脂をスーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)と称する。

特に耐熱性に優れており、150℃以上の高温時において機械的強度が強く、長時間使用出来る。また、溶剤に対して高い耐性をもつものが多い。

非常に高価である。歯車や軸などの機械部品や医療機器、自動車、航空機、宇宙開発分野などで幅広く用いられている。

代表的なものとしては、PSS(ポリフェニレンサルファイド)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、PI(ポリイミド)など。   


●スーパーエンプラの一例

ポリフェニレンサルファイド(PPS)

ベンゼン環と硫黄原子が交互に結合した単純な直鎖状構造を持つ、結晶性の熱可塑性合成樹脂。他樹脂と比較して強度、弾性率が高い。流動性がよく寸法安定性に優れるため精密成形に適している。耐アーク性、絶縁破壊電圧などの電気特性にも優れている。

高い耐熱性を活かしてコネクタ、スイッチ、コイルボビンなど表面実装用の電子部品に多用されている。


ポリフェニレンサルファイド(PPS)


特長

  • 熱変形温度260℃と非常に耐熱性が優れている。
  • ふっ素樹脂に次ぐ耐薬品性があり、剛性も大きい。
  • 耐摩耗性、非粘着性、無毒性。
  • 電気特性に優れ、寸法安定性がよい。
  • 複雑な高精度成形が可能。

 

ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)

優れた機械的特性を合わせ持つ熱可塑性の超耐熱高分子樹脂。エーテル結合とケトン結合を交互に配置した基本的な直鎖状構造を持つものをポリエーテルケトン(PEK)、 エーテル・エーテル・ケトンの順に結合を配置したものを、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK) と称する。

エンプラの中でも最高レベルの耐薬品性を有し、PEEKを溶解する唯一の汎用化学品は濃硫酸のみである。非常に高価。

ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)

特長

  • 最高連続使用温度は250℃で、300℃においても優れた機械的性質を保持する。
  • 広い温度範囲に渡り、優れた引張・曲げ強度。耐疲労性、耐クリープ性、耐衝撃性を持つ。
  • 有機及び無機薬品に対して優れた耐性を示す。
  • 高温下の耐酸性、耐アルカリ性に優れている。
  • 耐熱水、スチーム性に優れ、250℃を超える加圧熱水、あるいはスチーム中で数千時間経過後においても物性に実質的な影響を受けない。
  • 200℃の高温でも高い電気絶縁性、体積固有抵抗などの電気特性を示す。 

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エンジニアリングプラスチック(機械的強度、耐熱、耐摩耗)

機械的強度や耐熱性に優れ、主に自動車部品・機械部品・電気電子部品のような工業用部品などに使われる高性能樹脂。 

汎用樹脂に比べ高価である。ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリプチレンテレフタレートの5つを指し、5大汎用エンプラと称される。

耐熱性が100℃以上で引っ張り強度が50MPa以上、曲げ弾性率が2.4GPa以上のプラスチックをエンジニアリングプラスチックと称し、汎用プラスチックと区別される。   

●エンプラの一例

ポリカーボネート(PC)

エンジニアリングプラスチックスの中でも平均して高い物性を示す樹脂。透明性を持つため光学用途に使用でき、物性に比べて安価。航空機・自動車など輸送機器、電気電子・光学・医療機器などに広く用いられている。

薬品耐久性はあまりよくなく、特にアルカリ剤、溶剤では劣化する。

ポリカーボネート(PC)


特長

  • 強靭でとくに衝撃強さが大きい。
  • 耐熱性が大きく、低温特性も良い。
  • 透明で耐候性もよく、吸水性も小さい。
  • 電気特性に優れ、寸法安定性がよい。

 

ポリアミド(PA)

アミド結合-CONH-で連結した重合体(ポリマー)の総称。一般に脂肪族骨格を含むポリアミドをナイロン(Nylon)と総称し、これは初めて合成されたポリアミドであるナイロン-66のデュポン社の商標に由来する。芳香族骨格のみで構成されるポリアミドはアラミドと総称される。

ポリアミド(PA)


特長

  • 強靭なエンジニアプラスチックで、耐衝撃性に優れる。
  • 表面硬度が大きく、摩擦係数が小さい。
  • 自己潤滑性がある。
  • 耐薬品性に優れ、油に強い。
  • 電気特性・低温特性に優れ、自己消火性である。 

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ふっ素樹脂(PTFE、PFA、FEP、PVDF、PCTFE)

ふっ素原子を含む熱可塑性樹脂。スーパーエンプラの一種。化学薬品に対する耐久力や電気絶縁性が高く、表面の摩擦係数が低いのが特徴である。

非常に多くの優れた特性を持つことから、コーティング・フィルム・建築材料・成型品など、さまざまな用途で用いられている。基材の特性を活かしつつ新たな機能を付与したり、高価なふっ素樹脂を効率よく活用するために、水性・溶剤性・粉末などコーティング材として数多くの塗料が開発されている。

デュポン社の商標「テフロン®」が有名でふっ素樹脂の代名詞となっている。

●ふっ素樹脂の一例

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)

テトラフルオロエチレンの重合体で、ふっ素原子と炭素原子のみからなるふっ素樹脂(フッ化炭素樹脂。)ふっ素樹脂の中で代表的で、特にテフロン®(Teflon®)の商品名で知られている。

現在までに発見されている物質の中で最も摩擦係数の小さい物質といわれている。電気関係や高温腐食性流体を扱う科学的機械的用途において広く加工用素材として利用されている。 

ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)


特長

  • 耐化学薬品性に非常に優れている。
  • 吸湿性・吸水性が0.00%
  • 電気特性に優れ、高電圧下でも高い絶縁抵抗を示す。
  • 非粘着性で摩擦係数が小さい。
  • 耐熱性に優れ、-100℃~260℃までの広い温度範囲にわたり特性に変化はなく、長時間連続使用ができる。

 

パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)

離型目的や耐食目的に使用されることの多いふっ素樹脂。PTFEとほぼ同等の特性を持ち、融点310℃、最高使用温度260℃。高温使用の耐食用としては最も高い性能を持つ。耐薬性に優れ、ほとんどの薬品に対して侵されることのない、化学的に安定性の高い材料として多用されている。溶融タイプの樹脂であるためPTFEでは得られなかったピンホールのない被膜を得ることができる。


パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)


特長

  • PTFEとほぼ同様の特性を示す。
  • 溶融タイプなので射出成型材料として利用できる。
  • 透明性が良い。
  • 特に高温での機械強度に優れ、高温領域において強度や耐クリープ性はPTFEより優れている。

 

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