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ペバックス®
熱可塑性ポリアミドエラストマー
ARKEMA Kyoto Technical Center
April, 2015
2 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited
ペバックス® – 構造と物性
ペバックス®の構造
ポリアミドハードセグメント(半結晶)
ポリエーテルソフトセグメント(非晶)
可塑剤を含まない熱可塑性エラストマー
二相構造:
‐ ポリアミド相 :明瞭な融点を持つ‐ ポリエーテル相:極めて低いガラス転移温度(– 60 ℃)
→ 低温域でも柔軟性を維持
可塑剤フリーのエラストマー
密度 = 1.00~1.03 g/cm3:軽量エラストマー、材料の節約(33シリーズおよびRnew)
低吸水、低吸湿:寸法安定性機械物性や、電気抵抗が安定
ポリエーテル / ポリアミドの組成比を調整することによりペバックス®の柔軟性が決定される
3 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited
ペバックス® – 各シリーズの特徴
主な特徴(Pebax® 33シリーズ および Pebax® Rnewの場合)
● 低比重
– TPUやエステル系エラストマーに比べ約20%軽量
● 幅広い柔軟性と硬度のバリエーション
– 曲げ弾性率:10~550 MPa, ショアD硬度:25~72
● 可塑剤を含まない組成
● 低温での安定した柔軟性・耐衝撃性
● 優れた耐屈曲疲労性と反発弾性
● 容易かつ柔軟な成形加工性
Pebax® XX33 / Pebax® Rnew PA12–PTMG / PA11–PTMG低吸湿性熱可塑性エラストマー
ペバックス®主力品
Pebax® MV PA12–PEG親水性熱可塑性エラストマー
透湿防水、帯電防止剤
Pebax® MH PA6–PEG高親水性熱可塑性エラストマー
帯電防止剤
Pebax® HD (Pebax® MP) PA6–PTMG 高融点タイプ
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Pebax® Rnew と Pebax® 33シリーズ
11-アミノウンデカン酸- モノマー -
モノマー合成
ヒマシ
トウゴマ
収穫
粉砕
ヒマシ油
Biobased Pebax®
PA11- ハードセグメント -
重合
PTMG- ソフトセグメント -
PA12- ハードセグメント -
Pebax®
重合
石油由来原料
植物由来原料
アルケマ製品
蒸留
ブタジエン
ナフサ
石油
クラッキング
モノマー合成
ラウリルラクタム- モノマー -
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Pebax® Rnew
Pebax® Rnewとは
● “Rnew” = Renewable = 継続できる、再生可能な
● Pebax® Rnewはひまし油原料のポリアミドブロック(PA11)を使用したPebax®
– 植物由来原料を使用した高機能熱可塑性エラストマー
● Pebax® 33シリーズ(石油由来のPA12をポリアミドブロックに使用)の優れた物性を引き継ぐ– 低密度:d = 1.01~1.03 g/cm3
– 低温での柔軟性– 低温での耐衝撃性– 優れた反発特性– 耐屈曲疲労特性– UVによる黄変が少ない– 良好な成形加工性
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Pebax® Rnew – 植物由来炭素比率
植物度はポリアミド成分(PA11)が増えると共に上昇します
95%
95%
79%
65%
46%
31%
19%
89%
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Pebax® Rnew 80R53
Pebax® Rnew 72R53
Pebax® Rnew 70R53
Pebax® Rnew 63R53
Pebax® Rnew 55R53
Pebax® Rnew 40R53
Pebax® Rnew 35R53
Pebax® Rnew 25R53
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Pebax® – 命名法
Pebax®命名法
● 例:5533 SP01– 55 = ショアD硬度– 33 = 化学構造
– SP01 = 耐熱耐候安定処方– SA01 = 重合時酸化防止剤のみ、食品用途等– SA01 MED = 医療用銘柄
Pebax® Rnew 命名法
● 例:55R53 SP01– 55 = ショアD硬度– R = Renewable
– 53 = 化学構造
– SP01 = 耐熱耐候安定処方
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表面硬度 – 他材料との比較
機械物性
● ショア硬度:ゴムと硬質プラスチックの間の硬度領域を幅広くカバー
ポリスチレンエラストマー
熱可塑性ポリウレタン
Pebax®
ポリオレフィンエラストマー
ポリエステルエラストマー
ポリアミド
Shore D 72D 70D 63D 55D 40D 35D 25D
Shore A 90A 85A 75A 50A 10A
ゴム
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Rubber behavior Nylon behaviorRubber behavior Nylon behavior
弾性率 – PA11, PA12との比較
Flexual Modulus(MPa) 曲げ弾性率“硬さ”
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ペバックス® – ショア硬度、弾性率の比較
20
30
40
50
60
70
80
0 100 200 300 400 500 600
曲げ弾性率 / MPa
ショ
ア D
硬度
(瞬
間値
) 72337033
5533
6333
4533 (MX1205)
4033
3533
2533
Rnew 72R53Rnew 70R53
Rnew 63R53
Rnew 55R53
Rnew 40R53
Rnew 35R53
Rnew 25R53
●:Pebax® Rnew
△:Pebax®
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密度 – 他のエラストマーとの比較
樹脂タイプ ポリアミドエラストマー
(Pebax®)
ポリエステルエラストマー
(COPE)
熱可塑性ポリウレタン (TPU)
密度 1.01 1.18~1.20 1.20~1.25
低硬度グレード (ショアA 85 ~ ショア A 95)
樹脂タイプ ポリアミドエラストマー
(Pebax®)
ポリエステルエラストマー
(COPE)
熱可塑性ポリウレタン (TPU)
密度 1.02 1.22~1.26 no
中高硬度グレード (> ショア D 64 ~ ショア D 72)
TPUやエステル系エラストマーに比べ、ペバックス®は約20%軽量
ペバックス® 33シリーズ、Rnewの特性
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ペバックス® 33シリーズ、Rnewの特性
機械物性
● 低温での特性:ペバックス®は低温でも柔軟性を損なわない
TPU ショア55D
ポリエステルエラストマーショア55D
ペバックス® 5533
0
100
200
300
400
500
600
-40 -20 0 20 40 60 80 温度(℃)
射出成形片23℃ 50%RHで
14日間調湿
温度 と ねじれ弾性率の関係
ASTM D 1043
弾性
率/
MP
a
ペバックス® は幅広い温度領域で弾性率が安定
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ペバックス® 33シリーズ、Rnewの特性
機械物性
● 低温でも優れた耐衝撃性
50
100
0
40
80
120
7033 6333 5533 4533
(MX1205)
4033 3533 2533
破断しない
アイゾット衝撃試験(ノッチ有り、-40℃)
衝撃
吸収
エネ
ルギ
ー(J /
m)
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ペバックス® 33シリーズ、Rnewの特性
動的特性
● 低ヒステリシス
20
15
10
5
0 10 20 伸び(%)
ヒステリシス
引張応力
戻り応力損失エネルギー
荷重(MPa)
エネルギー損失= loss factor
= tan d
ペバックスは熱可塑性エラストマー中最小の tan d を持つ= High Energy Return
バネ素材として使う場合、低ヒステリシスであるために- 長寿命(硬化しない、バネ性能を長期間維持)- 反復運動しても蓄熱しない
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耐屈曲疲労性試験(Ross Flex試験)
● 試験条件– 試験片寸法:150 x 25 x 2 mm
– 曲げ角度:90°– 100 サイクル / 分
● 結果– ペバックス33シリーズ全グレード– –20ºC で280,000回をクリア
TPUに対する優位性
ペバックス® 33シリーズ、Rnewの特性
Material Pebax® 5533 TPU 95A
破断までの回数(試験温度: –40 ºC) >50,000 (非破断) ~2,000 (破断)
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Pebax®の特長
● 幅広い成形温度範囲
● 薄肉成形可能(1mm以下)
● 寸法安定性良好
● 成形サイクル短縮可能(固化速度が速い)
成型加工 – 射出成形
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「Pebax® MX1205」はグレード名が「Pebax® 4533」に変更になりました
各グレードの物性表はwww.pebax.comより入手可能です
● LITERATURE
Pebax® – 物性一覧
GENERAL PROPERTIES2533
SP 01
3533
SP 01
4033
SP 01
4533 SP
01
密度 ISO 1183 g/cm3 1.00 1.00 1.00 1.01
融点 ISO 11357 °C 134 144 160 147
ショア硬度
Instantaneous
After 15 s.
ISO 868 Shore D 27
22
33
25
42
35
46
41
引張特性
破断強度
破断伸度
ISO 527 MPa
%
32
> 750
39
> 600
40
> 450
42
> 550
曲げ弾性率 ISO 527 MPa 12 21 77 86
18 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited
各グレードの物性表はwww.pebax.comより入手可能です
● LITERATURE
Pebax® – 物性一覧
GENERAL PROPERTIES5533
SP 01
6333
SP 01
7033
SP 01
7233
SP 01
密度 ISO 1183 g/cm3 1.01 1.01 1.01 1.01
融点 ISO 11357 °C 159 169 172 174
ショア硬度
Instantaneous
After 15 s.
ISO 868 Shore D 54
50
64
58
69
61
69
61
引張特性
破断強度
破断伸度
ISO 527 MPa
%
52
> 450
53
> 350
54
> 350
56
> 300
曲げ弾性率 ISO 527 MPa 170 285 390 513
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* 25R53は開発銘柄(未上市)です
各グレードの物性表はwww.pebax.comより入手可能です
● LITERATURE
Pebax® Rnew – 物性一覧
GENERAL PROPERTIES25R53*
SP 01
35R53
SP 01
40R53
SP 01
55R53
SP 01
Renewable carbon content ASTM 6866 % 17-21 28-32 44-48 62-66
密度 ISO 1183 g/cm3 1.01 1.02 1.03 1.03
融点 ISO 11357 °C 136 146 148 167
ショア硬度
Instantaneous
After 15 s.
ISO 868 Shore D 26
22
32
25
42
39
53
51
引張特性
破断強度
破断伸度
ISO 527 MPa
%
34
> 750
30
> 700
45
600
45
> 400
曲げ弾性率 ISO 527 MPa 21 40 75 160
20 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited
* 80R53は新規開発銘柄です
各グレードの物性表はwww.pebax.comより入手可能です
● LITERATURE
Pebax® Rnew – 物性一覧
GENERAL PROPERTIES63R53
SP 01
70R53
SP 01
72R53
SP 01
80R53*
SP 01
Renewable carbon content ASTM 6866 % 77-81 87-91 93-97 95
密度 ISO 1183 g/cm3 1.03 1.03 1.03 1.02
融点 ISO 11357 °C 180 186 186 186
ショア硬度
Instantaneous
After 15 s.
ISO 868 Shore D 61
56
70
62
71
65
73
67
引張特性
破断強度
破断伸度
ISO 527 MPa
%
51
400
57
350
55
300
50
> 300
曲げ弾性率 ISO 527 MPa 245 360 560 850