ポリマー材料の光および熱 (酸化) 劣化、変色メカニズムと対策法

ポリマー材料は繊維、プラスチック、ゴム、接着剤、塗料 (コーティング) などとして広く利用されており、その耐久性については古くからの課題である。特に最近では、ポリマー材料は光学材料などへの利用が増大しており、耐侯 (光) 性はますます重要になっている。 　本講ではポリマー材料の劣化を考える上で必要な①ポリマー材料の基礎物性、②ポリマー材料の熱・光劣化機構および③劣化の具体例と対策を中心に解説する。

1. はじめに
   • ポリマー材料の劣化とは (脆化、光沢、黄変など)
2. ポリマー材料の劣化を理解する上で重要なポリマー材料の基礎物性:構造と熱的性質
   1. ポリマー材料のモルホロジー:無定形ポリマーと結晶性ポリマー
   2. ポリマーの構造とガラス転移温度 (Tg) と融点 ™
   3. ポリマー材料のモルホロジーと用途
3. ポリマーの劣化
   1. 熱 (酸化) 劣化:ポリマーの構造およびモルホロジーと熱・光酸化劣化
      1. ポリマーの構造と酸化劣化
      2. ポリマーの自動酸化機構:
         • ヒドロペルオキシ基
         • 二重結合
         • 酸素
         • オゾン
         • 一重項酸素
         • 金属
   2. 光 (酸化) 劣化
      1. 太陽光の特徴:光の波長とエネルギー
      2. ランベルトーベールの法則
      3. カルボニル化合物の光吸収と励起状態、および反応
      4. ポリマー材料の光吸収
      5. 促進暴露試験用光源
      6. ポリエチレン、ポリプロピレンなどの光酸化劣化の開始
      7. 芳香族系ポリマーの光劣化と黄変
         • ポリスチレン
         • ポリカーボナート
         • 芳香族ポリウレタン
         • PET
      8. ポリ塩化ビニルの (光) 劣化
   3. ポリマーの熱および光酸化劣化の概要とその対策
      • 紫外線吸収剤 (UVA)
      • 光安定剤 (HALS)
      • 酸化防止剤
        • ヒンダードフェノール
        • 有機硫黄化合物
        • 有機リン化合物
   4. 添加剤 (熱酸化劣化防止剤) の分類と安定化
4. 耐侯性の具体例
   1. UVAとHALSの特徴と用い方
   2. 自動車用コーティングの耐侯性
   3. ポリ塩化ビニルの構造と劣化機構とその対策
5. ポリマー材料の劣化と対策の具体例
   1. ポリマー固体系での反応
   2. 表面劣化と脆化
   3. セグメント運動と劣化
   4. 酸化劣化防止剤の構造と劣化防止効果
   5. UVA-HALSの相乗効果
6. 塗料 (コーティング) 材料の劣化
   1. 塗料材料の代表例
   2. UV硬化塗料
   3. 塗料の耐侯性
   4. 塗料におけるHALSの使い方
7. おわりに:
   • 促進暴露試験法と耐侯性評価について