熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違い

Web担当
プラスチックの分類にある熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂。チョコレートとクッキーなんて例える事が多いけど具体的にどういう事なんでしょう。

熱可塑性樹脂

性質と特長


チョコレートと例えられる熱可塑性樹脂は温度が高くなると、高分子の一部が動くようになり、ゴムと呼ばれる柔らかい状態に変化します。さらに高温にすると高分子が激しく動き出し溶けた状態になります。逆に冷却すると硬化します。

硬化した樹脂をふたたび加熱するとまた軟化・流動します。

このように高温になるにつれて柔らかくなり、溶融する性質を「熱可塑性(ねつかそせい)」と呼び、熱可塑性を持つ樹脂を熱可塑性樹脂と呼びます。

特長としては成形工程で化学変化や分子量の変化を原則的に起こさないため、成形性が良く大量生産に向いている。またスクラップの再成形(リサイクル)も可能。

成形方法

熱可塑性樹脂は性質を活かし温めて溶かした樹脂を、金型を用いて冷やして固め成形します。製品形状により射出成形、押出成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形とそれぞれに適した成形方法があります。

該当する樹脂

汎用プラスチック ポリエチレン(PE)
ポリスチレン(PS)
AS樹脂(ASもしくはSAN)
ABS樹脂(ABS)
ポリプロピレン(PP)
塩化ビニル樹脂(PVC)
メタクリル樹脂(PMMA)
ポリエチレンテレフタレート(PET)
汎用エンプラ ポリアミド(PA)
ポリカーボネート(PC)
ポリアセタール(POM)
変性ポリフェニレンエーテル(m-PPE)
ポリブチレンテレフタレート(PBT)
スーパーエンプラ ポリフェニレンスルフィド(PPS)
ポリアリレート(PAR)
ポリサルホン(PSU)
ポリエーテルサルホン(PES)
ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)
ポリエーテルイミド(PEI)
ポリアミドイミド(PAI)
液晶ポリマー(LCP)
ポリイミド(PI)
その他 フッ素樹脂
熱可塑性エラストマー
ポリメチルペンテン(PMP)
生分解性プラスチック
繊維素系プラスチック
まめ知識

ポリエチレン、PSグループ(ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂)、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルを一般に「4大汎用樹脂」と呼ぶ。

熱硬化性樹脂

性質と特長


クッキーと例えられる熱硬化性樹脂は、官能基を持つプレポリマーを主成分とする反応性混合物で、加熱により軟化・流動するが、次第に三次元網目構造を形成する架橋反応を起こして硬化する。なお硬化促進剤を用い、熱を加えることなく硬化する樹脂系(ポリウレタンなど)も熱硬化樹脂と呼んでいる。

一度硬化させると再加熱しても軟化・流動しません。

このように熱で硬化する性質を「熱硬化性(ねつこうかせい)」と呼び、熱硬化性を持つ樹脂を熱硬化性樹脂と呼びます。

特長としては三次元網目構造のため表面硬度が高く、耐溶剤性、耐熱性、機械的強度が優れている。反面、スプラップや廃棄製品の再成形(リサイクル)が難しい。

成形方法

熱硬化性樹脂は熱を加えても溶け出す事はありませんので、流動性のある原料を型に入れて加熱することで成形します。ポリウレタンなど硬化促進剤を混ぜて加熱せずに成形する方法もある。

該当する樹脂

フェノール樹脂(PF)
ユリア樹脂(UF)
メラミン樹脂(MF)
エポキシ樹脂(EP)
不飽和ポリエステル樹脂(UP)
ポリウレタン(PU)
ジアリルフタレート樹脂(PDAP)
シリコーン樹脂(SI)
アルキド樹脂

まとめ

Web担当
プラスチックは熱で溶融する(熱可塑性)か、硬化する(熱硬化性)かで分類できる。

さらに熱可塑性樹脂には汎用プラスチック、汎用エンプラ、スーパーエンプラがある。

参考書籍・資料

[1] トコトンやさしいプラスチック材料の本|高野菊雄|日刊工業新聞社
[2] 図解プラスチック成形材料|プラスチック成形加工学会|森北出版
[3] 現場で役立つプラスチック・繊維材料のきほん|和歌山県工業技術センター|コロナ社