わたしたちが、ご紹介します。
注文の際にご活用ください。

ワンポイント講座 lecture

わたしたちが、ご紹介します。
注文の際にご活用ください。

熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とは? 素材のワンポイント講座


熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違い

プラスチックは、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂に分かれます。
成形材料の段階で共に液体状態ですが、成形方法や成形後に熱を加えた際の状態変化が大きく異なる二種類です。

お菓子でイメージすると分かりやすいかもしれませんので、チョコレートとホットケーキで例えてみます。
熱可塑性樹脂がチョコレート、熱硬化性樹脂がホットケーキです。チョコレートは固体ですが、加熱すると液体化します。
しかし、その液体化したチョコレートを冷やしていくと再び固体化します。
温度変化によって液体化したり、固体化したりする。これが熱可塑性樹脂の特徴です。

対して、ホットケーキは元々液状ですが、フライパンで加熱すると固体化します。
そして、その後加熱しようが冷却しようが液体へと戻ることはありません。
加熱により固体化し、その後温度変化による形状変化をしにくい。これが熱硬化性樹脂の特徴です。

熱可塑性樹脂

可塑性とは、固体に力を加えて変形させたとき、その力を除いても元に戻らない性質のことをいいます。
固体が柔らかくなっている状態ともいえるかと思います。
加熱により可塑性が出るものを熱可塑性といいます。
つまり、熱可塑性樹脂はガラス転移点、または融点まで加熱すると柔らかくなる樹脂です。
そして再び冷やすと固くなります。成形時も冷却することにより固体化させます。
熱可塑性樹脂は温度によって液状と固体の状態の間を行き来することができます。
この性質を生かして材料をリサイクルすることができます。
熱可塑性樹脂は汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチックに大別されます。
ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリアミド・ABS等が熱可塑性樹脂です。
上記の特徴を持つ代わりに、耐熱温度は低い樹脂が多いです。

熱硬化性樹脂

対して熱硬化性樹脂は一度生成されたものは再び熱しても液状になることはありません。
なぜならば、熱可塑性樹脂は成形される際、加熱によって硬化するためです。
また、熱硬化性樹脂の分子構造は架橋結合というものです。
架橋結合はとても強固な結合のため、分子の熱運動が制限されます。
そのため、温度変化による影響を受けにくいのです。
この分子構造により、熱硬化性樹脂は機械的強度と耐熱性に優れています。
ただし加熱により全く影響を受けないというわけではありません。
熱硬化性樹脂の中にも、加熱することにより若干可塑性が出るものもあります。
そして硬いという特徴をもつため、熱可塑性樹脂と比べると耐衝撃性がありません。
主な熱硬化性樹脂はベークライト等のフェノール系樹脂やエポキシガラス等のエポキシ系樹脂です。

汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチック

汎用プラスチックは熱可塑性樹脂の中でも比較的安価で加工もしやすいので、工業用部品や日用品等でよく目にするプラスチックです。
日常で目にするプラスチックの大半が汎用プラスチックです。
汎用プラスチックにはPE(ポリエチレン)・PVC(ポリ塩化ビニル)・PP(ポリプロピレン)・PS(ポリスチレン)・ABS(アクリロ二トリル・ブタジエン・スチレン)・AS(アクリロニトリル・スチレン)・PMMA(アクリル)・PBT(ポリブチレンテレフタレート)・PET(ポリエチレンテレフタラート)等があります。
この中でもPE・PP・PVC・PSは特に生産量が多い四大汎用樹脂です。

エンジニアプラスチックはプラスチックの中でも耐熱性など特定の機能を強化しているプラスチックのことを言います。
工業用途に多く使用されています。
エンジニアリングプラスチックよりもさらに性能の優れたプラスチックをスーパーエンジニアリングプラスチックと言います。
スーパーエンジニアリングプラスチックはエンジニアリングプラスチックよりも特に耐熱性と機械的強度に優れています。

汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックはさらに結晶化度によって結晶性プラスチックと非結晶性プラスチックに分類されます。

結晶性プラスチックと非結晶性プラスチック

熱可塑性樹脂合成樹脂はその分子構造に結晶構造があるかどうかでその特徴が異なります。
結晶構造があるものを結晶性プラスチック、そうでないものを非結晶性プラスチックと呼びます。
結晶性プラスチックは分子が規則正しい結晶構造で硬化するプラスチックです。
結晶性プラスチックの一般的な特徴は耐薬品性がよく硬くて丈夫で、比較的耐熱性が高いことです。
POM(ポリアセタール)やPE(ポリエチレン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)、テフロンなどが当てはまります。
なお結晶性プラスチックであってもすべての分子構造が結晶化しているわけではないので、結晶化度は同じ結晶性プラスチックでも少し差があります。
結晶化度が高いほど結晶性プラスチックの特徴がより現れます。

非結晶性プラスチックは結晶化状態になりにくい、あるいはならない高分子物を言います。
特徴としては、透明性があり、耐衝撃性に優れます。
PVC(塩化ビニル)やPMMA(アクリル)、ABS、PC(ポリカーボネート)などがこの非結晶性プラスチックに当てはまります。

熱可塑性樹脂 熱硬化性樹脂
汎用プラスチック エンジニアリングプラスチック フェノール・尿素・メラミン・アルキッド
不飽和ポリエステル・エポキシ・ポリウレタン
ジアリルフタレート・シリコーン等
結晶性樹脂 非結晶性樹脂 汎用エンプラ スーパーエンプラ
PE
PP
PBT
PET
PVC
PS
ABS
AS
PMMA
結晶性樹脂 非結晶性樹脂 結晶性樹脂 非結晶性樹脂
PA
POM
PPE
PBT
PET
UHMW-PE
PC PPS
PEEK
PI
LCP
フッ素樹脂
PAR
PSU
PES
PAI
PEI

樹脂加工・プラスチック加工は湯本電機にお任せ下さい。
短納期で高品質の樹脂加工品を大阪・東京から全国へお届けします。

湯本電機では切削加工から3Dプリントまで、様々なプラスチック加工に対応しております。
対応可能な加工については「プラスチック加工・樹脂加工 加工方法一覧」へ。

タグ

この記事に関連する
素材のワンポイント講座

ワンポイント講座一覧へ