ポリウレタンの化学/構造・物性発現と分子設計、キャラクタリゼーションノウハウ

ポリウレタンは「ポリウレタンでできないモノはない」といえるほど、幅広い特性を発揮する。アイデアを実現するポリウレタンの分子設計とそれから生成するモノのキャラクタリゼーションについて分かりやすく説明し、参加者とともに考えます。

1. はじめに
   1. ポリウレタンとは
   2. 開発のながれ ～ドイツで生まれて77年、日本で育って60年～
   3. ポリウレタンの用途
   4. 世界の生産状況、日本での需要動向
2. イソシアナートの化学
   1. 各種活性水素化合物との反応
   2. 活性水素基の反応性
      • 芳香族と脂肪族イソシアナートの比較、官能基での比較
   3. イソシアナートの反応機構 ～遷移状態は4員環構造、6員環構造?～
3. ポリウレタンの分子設計
   1. ポリウレタン設計因子とプロセスサイクル
   2. 配合比と化学構造;K = [NCO]DI / [OH] polyol,NCO INDEX = [NCO] / [OH] total
      • 線状ポリウレタン
      • 網目状ポリウレタン
      • ゲル
      • TPU
      • エラストマー
      • 接着剤
   3. 合成法
      • 塊状重合法、溶液重合法、エマルション重合法
      • プレポリマー法、ワンショット法
   4. ポリウレタンの構造と物性発現
      • ポリウレタン鎖の化学構造の分類
      • ポリウレタン鎖の高次構造 ～水素結合の役割/相混合とミクロ相分離～
4. 原料とその選択
   1. ポリオールの種類・特性とその選択
      • ポリエーテル系
      • ポリエステル系
      • ポリカーボネート系
      • 肪族系
      • バイオポリオール
   2. イソシアネートの種類・特性とその選択
      • 芳香族系
      • 芳香脂肪族系
      • 脂肪族系
      • 脂環族系
      • 特殊なイソシアナート
   3. 鎖延長剤・架橋剤
   4. 触媒
      • 有機金属系触媒
      • アミン系触媒
5. データで示す物性への構造因子の影響と分子設計マップ
   1. イソシアナート・ポリオール・鎖延長剤・架橋剤構造の影響
   2. ソフトセグメント/ハードセグメント含量の影響
   3. ポリオールの分子量・分子量分布
   4. 硬化 (成形) 温度の影響
   5. ミクロ相分離の可視化
6. ポリウレタンのキャラクタリゼーション ～サンプル調製ノウハウ、何を読み取るか?～
   1. 反応追跡
      • 滴定法 (アミン当量法) 、赤外分光法、レオメーター法
      • 膨潤法 (ゲル分率、膨潤度)
   2. 化学構造解析
      • 赤外分光法
      • 高分解能核磁気共鳴法
   3. 熱分析
      • 示査走査熱量法 (ガラス転移温度、融点、熱分解温度)
      • 熱重量分析 (耐熱性、劣化度)
   4. 力学物性解析
      • オートグラフ (応力 – 歪関係・応力緩和・応力軟化など)
      • 動的粘弾性 (貯蔵弾性率、損失弾性率、損失正接)
      • パルスNMR (分子運動性の測定)
   5. 形態分析
      • 光学顕微鏡
      • 走査型電子顕微鏡 (SEM)
      • 走査型プローブ顕微鏡 (ナノオーダーからミクロンオーダー)
      • X線散乱
      • 小角線散乱
• 質疑応答・名刺交換