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プラスチックの熱的性質

プラスチックの熱的性質に含まれる範囲は広い、以下の項目があげられる。

①物理常数的なもの・・・熱伝導率、比熱、熱膨張率

②加熱時の物理的変化・・熱変形(ガラス転移点、軟化温度、流動温度、結晶化関連)

③物性の劣化・・・・・・機械的特性・電気的性質の低下

④耐熱性

プラスチック材料は金属材料と比べて、上記の状態変化や物性劣化を生じる温度領域がはるかに低く、またその温度範囲の狭いことが特徴である。


1.熱転移点

プラスチックは温度変化によって性質が非連続的に変化する点が2カ所ある。

これをガラス転移点及び融点という。ガラス転移点は軟らかいゴム状を呈する高分子を冷却し、ガラス状態に移行する温度をいう。ガラス転移点はTgと表記され、二次転移点ともいう。Tgを超えるとゴム状弾性を示すため実用時に重視される重要な性質である。


2.耐熱性

判定の基準として以下の2つがある。

 熱変形により判定するもの

 外観判定によるもの

熱可塑性のプラスチックでは通常熱変形に度合いによって判断され次の2つが一般的である。

 熱変形温度(ASTM D648)・・・棒状試験片の変形程度で定義

 ビカット軟化点(ASTM D1525)・・試験片に対する針の針入度で定義

一方、熱硬化性プラスチックではJIS K6911による外観変化で耐熱性を判断する。

我々がよく使うタッパーなどのポリ容器は蓋を閉めたまま加熱してはいけないものもある

これは容器の材質に比べ蓋の材質の耐熱性が低く、変形が起こりやすいためである

3.耐燃性

金属やコンクリートと同じような意味での耐火性を意味するものではなく、プラスチック材料が火炎にさらされたとき、燃焼にどの程度抵抗するかの度合いを示すものである。

プラスチック材料の耐燃性は現在一般的に次のように区分される。

①不燃性・・・・・継続して燃焼しないもの

②自己消化性・・・所定の条件下で炎を取り去れば直ちに消火

③遅燃性・・・・・自己消火性はないが燃焼速度が遅いもの

我が国の電気製品は対米輸出比率が大きかったため、耐燃性についてはUL規格に基く試験法が一般的である。


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