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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

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Page 1: 熱可塑性ポリアミドエラストマー - Arkema...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)

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

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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

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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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4 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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5 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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6 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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7 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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8 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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9 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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10 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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11 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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12 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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13 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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14 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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15 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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16 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

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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17 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

「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

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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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19 ARKEMA proprietary / Duplication prohibited

* 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

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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