ポリアミドポリアミドポリアミドポリアミド11 vs ポリアミドポリアミドポリアミドポリアミド12

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アルケマ株式会社アルケマ株式会社アルケマ株式会社アルケマ株式会社

京都テクニカルセンター京都テクニカルセンター京都テクニカルセンター京都テクニカルセンター

Rilsan®（（（（PA11））））はははは60年以上の歴史をもつ年以上の歴史をもつ年以上の歴史をもつ年以上の歴史をもつ ひひひひまし油由来まし油由来まし油由来まし油由来ののののPA11樹脂樹脂樹脂樹脂

（樹脂の炭素成分は（樹脂の炭素成分は（樹脂の炭素成分は（樹脂の炭素成分は100％植物由来％植物由来％植物由来％植物由来））））

自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など自動車・通信・スポーツ・ガス・油田など幅広い用途展開が可能幅広い用途展開が可能幅広い用途展開が可能幅広い用途展開が可能

ポリアミドのポリアミドのポリアミドのポリアミドの優れた耐熱性、耐薬品性優れた耐熱性、耐薬品性優れた耐熱性、耐薬品性優れた耐熱性、耐薬品性、耐燃料性、耐燃料性、耐燃料性、耐燃料性とポリエチレンの優れたとポリエチレンの優れたとポリエチレンの優れたとポリエチレンの優れた加工性加工性加工性加工性を併せ持つを併せ持つを併せ持つを併せ持つ

類似の石油由来の類似の石油由来の類似の石油由来の類似の石油由来のポリアミドポリアミドポリアミドポリアミド12 (PA12) に比べて優れた特性に比べて優れた特性に比べて優れた特性に比べて優れた特性を持つを持つを持つを持つ

ポリアミド11についてひまし油由来のポリアミドひまし油由来のポリアミドひまし油由来のポリアミドひまし油由来のポリアミド11 (PA11) 樹脂樹脂樹脂樹脂

ポリアミド11がポリアミド12より優れている点

� 柔軟性

� 低温衝撃性

� 耐熱性、耐熱老化性

� 耐劣化燃料性

� ガス及び燃料バリア性

� 耐屈曲疲労性

� 耐磨耗性

� 植物度

ポリアミド11とポリアミド12の比較

1. 合成

合成

PA11• 植物由来なので、極めて高い植物由来なので、極めて高い植物由来なので、極めて高い植物由来なので、極めて高い““““植物度植物度植物度植物度””””を持つを持つを持つを持つ（（（（100%再生可能な炭素）再生可能な炭素）再生可能な炭素）再生可能な炭素）

• 高機能エンジニアリングプラスチック高機能エンジニアリングプラスチック高機能エンジニアリングプラスチック高機能エンジニアリングプラスチック

ひまし油

リシノール酸メチル

アミノウンデカン酸（PA11のモノマー）

Rilsan® (PA11)

1947～

重合 & コンパウンド

原油�ナフサ

ブタジエン

ラウリルラクタム（PA12のモノマー）

Rilsamid® (PA12)

重合 & コンパウンド

1970～

2. 結晶構造

c.sinββββb

O N C

ca

PA12 (偶数PA）: 単斜晶（g monoclinic） =>

水素結合のために主鎖がねじれる構造をもつ

PA11 PA11 とと PA12 PA12 の単位格子の単位格子

PA11(奇数PA) :三斜晶（a triclinic）

=>よりコンパクトな結晶単位

単位格子が球晶構造に大きく影響

結晶構造

PA11：規則的な環状の球晶構造 PA12：やや粗大な球晶構造

結晶構造

球晶構造

• 球晶構造の違いにより、PA11はPA12に比べ、耐薬品性、耐熱

性等に優れる

• PA11の結晶化速度はPA12のそれに比べ4倍速い

３．基本物性

PA11の柔軟性はPA12に比べ高い

Flexibility & plasticizer%

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

0 5 10 15 20 25 30

Plasticizer content (mass %)

Fle

xura

l Mod

ulou

s IS

O 1

78 (

MP

a)

PA 12

PA 11

P 10

P 20P 30

P 40

無可塑 中可塑（P20） 可塑 （P40） PA11 1,000 450 350 PA12 1,200 550 400

柔軟性の違い

高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度高可塑グレードの衝撃強度

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

-40 -30 0 23

Cha

rpy

Impa

ct E

nerg

y (k

j/m2)

NON CASSE

衝撃強度の違い

• 各温度において、PA11の衝撃強度はPA12に比べ高い

• 特にPA11の低温衝撃性はPA12よりも優れる

PA 12

PA 11

0

2

4

6

8

10

12

14

16

1 2 3 4- 40°C - 30°C - 0°C 23°C

強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度強化グレードの衝撃強度

PA 12

PA 11

シャ

ルピ

ー衝

撃強

度ノ

ッチ

付(

KJ/

m2)

シャ

ルピ

ー衝

撃強

度ノ

ッチ

付(

KJ/

m2)

温度 (°C)

3 POINT BENDING MODE - 10rad/s

1,E+07

1,E+08

1,E+09

1,E+10

-140-120-100-80-60-40-20 0 20 40 60 80 100120140160180200

貯蔵

弾性

率E'(Pa)

E'

E'融点

ガラス転移点

PA11

PA12

PA11

PA12

DMAカーブ

PA11 PA12 融点 185℃℃℃℃ 175℃

ガラス転移点 46℃℃℃℃ 37℃ 熱変形温度

0.45 MPa荷重

155℃℃℃℃

140℃

短期的耐熱性の違い

PA11はPA12より、長期的耐熱特性に優れる

常用温度 ピーク PA11 125℃ 150℃ PA12 100℃ 125℃

• サンプル：押出チューブ（外径8mm, 厚さ1mm）

• 試験方法

1. 熱老化試験

常用温度：1000時間

ピーク温度：16時間

2. -40℃にて落錘衝撃試験

• 破断しない限界温度を上の表に記載

（PA11において、125℃1000時間、150℃16時間の熱老化後にその傾向がみられる）

⻑期耐熱性の違い

劣化燃料試験 （Fuel CM15, PON 200）

℃ 1 週間後 2 週間後 3 週間後 4 週間後

PA11 40 96.9 96.3 94.4 93.8

PA12 40 81.6 65.8 53.9 42.8

溶液粘度の保持率 （％）

PA11はPA12より耐劣化燃料性に優れる

劣化燃料性の違い

天然ガス 温度温度温度温度(°°°°C )

PA11 (可塑化)

PA12 (可塑化)

HDPE

（高密度ポリエチレン）（高密度ポリエチレン）（高密度ポリエチレン）（高密度ポリエチレン）

50

3,5

75

12

16 53

100

35

55 120

7,4

20

T=23°C ガス透過性ガス透過性ガス透過性ガス透過性

PA11 可塑化

CH4 0,6

CO2 6

PA12 可塑化

CH4 1,6

CO2 12

10-9 cm3.cm/cm2.s.bar

ガス透過性ガス透過性ガス透過性ガス透過性

PA11はPA12に比べガス透過性に優れる

ガス透過性の違い

破断までの回数

PA11 3700PA12 560

MIT試験機による屈曲疲労性試験機による屈曲疲労性試験機による屈曲疲労性試験機による屈曲疲労性

23℃、荷重 1kg、270°屈曲、 180回/分試験片：プレスシート 0.8mm、120℃1日熱処理後

PA11は、は、は、は、PA12より屈曲疲労性に優れるより屈曲疲労性に優れるより屈曲疲労性に優れるより屈曲疲労性に優れる

耐屈曲疲労性の違い

TABER Abrasion Test results

0

5

10

15

20

25

Rigid P20 type P40 type

Wei

ghtl

oss

(mg)

Plasticized PA 12 Plasticized PA 11

PA11は、は、は、は、PA12よよよよりりりり耐摩耗性に優れる耐摩耗性に優れる耐摩耗性に優れる耐摩耗性に優れる

耐摩耗性の違い

ポリアミド11がポリアミド12より優れている点

� 柔軟性

� 低温衝撃性

� 耐熱性、耐熱老化性

� 耐劣化燃料性

� ガス及び燃料バリア性

� 耐屈曲疲労性

� 耐磨耗性

� 植物度

ポリアミド11とポリアミド12の比較

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