ポリオレフィン重合体のフィルム・シートへの直接成形

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750790
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 上原 宏樹 群馬大学, 工学部, 助手 (70292620)
• Keywords: 直接成形 / 重合パウダー / ポリオレフィン / 塑性変形性 / 力学物性 / 分子鎖絡み合い / パウダー間密着性 / フィルム・シート

Research Abstract

近年、従来のチーグラー系触媒とは異なるメタロセン系触媒で重合された高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂(分子量数万から十数万)が市販されるようになってきた。これは、メタロセン系HDPEが均一分子組成で構成されることに起因して、優れた機械物性を有する成形品が得られることに由来する。しかしながら、高機械物性であることの裏返しとして、従来型のチーグラー系HDPEに比べて溶融粘度が高く、混練成形した場合の加工性が劣ることが工業的に問題となっている。そこで、我々の直接ロール成形法をこのメタロセンHDPE重合パウダーにも適用し、融点以下において重合パウダーを溶融させない状態でフィルム成形を行った。その結果、メタロセン系HDPE重合パウダーにおいても、成形条件を選択することによって従来型のチーグラー系HDPEと同程度の均一フィルムを作成することができた。また、このようにして成形したフィルムの物性は、原料となる重合パウダー構造に依存し、メタロセン系重合パウダーではパウダー間の密着性がチーグラー系重合パウダーに比べて高いために、成形速度を速くしても優れた(市販の混練り成形品を超える)機械強度を示すフィルムを得ることができた。
また、今年度はポリエチレン以外の汎用性ポリオレフィン重合パウダーについても、直接成形と配向処理による成形フィルムの高性能化を試みた。具体的には、テーラー・メードで合成したポリプロピレン重合パウダーの提供を受け、これを直接フィルム成形し、さらに引張り延伸を行った。その結果、弾性率15GPa、破断強度0.3GPaの機械物性を有するポリプロピレン・フィルムを成形することができた。この値は市販ポリプロピレン・フィルムのそれを超える値であり、本方法が簡略化された製造プロセスであることを考慮すると、本方法を工業的に採用した場合の省エネルギー効果は極めて高いと期待される。

Research Products

• [Publications] Hiroki Uehara: "Solid-State ^1H-NMR Relaxation Analysis of Ultra-High Molecular Weight Polyethylene Reactor Powder"Macromolecules. (受理済)(印刷中). (2002)
• [Publications] 松田秀夫: "ポリエチレンのラメラ厚分布と融解プロファイルの比較から求めた表面自由エネルギー"高分子論文集. 第58巻第7号. 326-331 (2001)
• [Publications] 上原宏樹: "ポリエチレン重合パウダーのモルフォロジーと分子運動性"高分子加工. 第51巻第2号. 38-44 (2002)