プラスチックとは、主に樹脂（または加工時に直接重合されるモノマー）で構成され、可塑剤、充填剤、潤滑剤、着色剤などの添加剤が補充され、加工時に成形できる材料を指します。
プラスチックの主な特性:
① ほとんどのプラスチックは軽量で化学的に安定しており、腐食に強いです。
②耐衝撃性に優れています。
③透明性、耐摩耗性に優れています。
④熱伝導率が低く絶縁性がある。
⑤ 一般的に成形、着色、加工が容易でコストも低い。
⑥ ほとんどのプラスチックは耐熱性が悪く、熱膨張率が高く、燃えやすいです。
⑦寸法が不安定で変形しやすい。
⑦ 多くのプラスチックは低温性能が悪く、寒い環境では脆くなります。
⑨ 老化しやすい。
⑩ 一部のプラスチックは溶剤に簡単に溶けます。
フェノール樹脂フェノール樹脂は、耐火性、耐煙性、耐毒性（FST）特性が求められるFRP（繊維強化プラスチック）用途で広く使用されています。脆さなどの一定の制約があるにもかかわらず、フェノール樹脂は依然として主要な商用樹脂カテゴリーであり、世界で年間約600万トンが生産されています。フェノール樹脂は優れた寸法安定性と耐薬品性を備え、150～180℃の温度範囲で安定性を維持します。これらの特性とコストパフォーマンスの利点が相まって、FRP製品で継続的に使用されています。代表的な用途としては、航空機内装部品、貨物ライナー、鉄道車両内装、海洋石油プラットフォームのグレーティングおよびパイプ、トンネル材料、摩擦材、ロケットノズル断熱材、その他のFST関連製品などが挙げられます。
繊維強化フェノール複合材料の種類
繊維強化フェノール複合材料短繊維、織物、連続繊維で強化された材料が含まれます。初期の短繊維（木材、セルロースなど）は、現在でも様々な用途のフェノール樹脂成形材料に使用されており、特にウォーターポンプカバーや摩擦部品などの自動車部品に多く使用されています。現代のフェノール樹脂成形材料には、ガラス繊維、金属繊維、そして最近では炭素繊維が使用されています。成形材料に使用されるフェノール樹脂は、ヘキサメチレンテトラミンで硬化させたノボラック樹脂です。
プレ含浸繊維素材は、RTM（樹脂トランスファー成形）、ハニカムサンドイッチ構造、防弾、航空機内装パネル、貨物ライナーなど、多様な用途に使用されています。連続繊維強化製品は、フィラメントワインディング法またはプルトルージョン法で成形されます。繊維と連続繊維は、繊維強化複合材料通常、水溶性または溶剤可溶性のレゾール型フェノール樹脂が使用されます。レゾール型フェノール樹脂以外にも、ベンゾオキサジン、シアネートエステル、そして新開発のCalidur™樹脂など、他の関連フェノール系樹脂もFRPに使用されています。
ベンゾオキサジンは、新しいタイプのフェノール樹脂です。分子セグメントがメチレン架橋[-CH₂-]を介して結合している従来のフェノール樹脂とは異なり、ベンゾオキサジンは環状構造を形成します。ベンゾオキサジンは、フェノール性物質（ビスフェノールまたはノボラック）、第一級アミン、ホルムアルデヒドから容易に合成できます。開環重合により副生成物や揮発分を生成しないため、最終製品の寸法安定性が向上します。ベンゾオキサジン樹脂は、高い耐熱性と難燃性に加え、低吸湿性や安定した誘電特性など、従来のフェノール樹脂にはない特性を備えています。
Calidur™は、エボニック デグサが航空宇宙産業およびエレクトロニクス産業向けに開発した、次世代の単成分・室温安定性ポリアリールエーテルアミド熱硬化性樹脂です。この樹脂は140℃で2時間硬化し、ガラス転移温度（Tg）は195℃です。現在、Calidur™は高性能複合材料において、揮発性物質の排出がなく、硬化時の発熱反応と収縮が少なく、高い耐熱強度と湿潤強度、優れた複合材料圧縮強度とせん断強度、そして優れた靭性など、数多くの利点を示しています。この革新的な樹脂は、航空宇宙、輸送機器、自動車、電気・電子産業、その他の要求の厳しい用途において、中～高Tgのエポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂に代わる、費用対効果の高い代替樹脂として期待されています。
投稿日時: 2025年6月24日
