1。はじめに
ポリアミド（PA）、ポリカーボネート（PC）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリフェニレン硫化物（PPS）などのエンジニアリングプラスチックは、優れた強度、耐熱性、耐久性を示す熱可塑性プラスチックのクラスです。その利点にもかかわらず、特定の条件での脆性、可燃性、および処理可能性の低さなどの固有の制限は、アプリケーションを制限します。これらの制限を克服するために、さまざまな修正技術が開発されました。これらには、他のポリマーとのブレンド、フィラーまたは補強材の組み込み、化学処理の適用、特定の最終用途の要件のために特性を調整するために添加剤を使用することが含まれます。
2。修正技術と戦略
2.1。繊維またはフィラーによる補強
エンジニアリングプラスチックの強化 ガラス繊維、炭素繊維、ナノ粘土などの材料により、機械的強度と寸法の安定性が大幅に向上します。たとえば、ガラス繊維強化PAは、張力強度と剛性の向上を示しており、負荷をかけるアプリケーションに適しています。炭素繊維は、より高価ですが、並外れた強度と重量の比率と導電率を提供します。層状のケイ酸塩やグラフェンなどのナノフィラーは、はるかに低いフィラー含有量で改善を提供し、熱安定性とバリア特性に影響を与えます。
2.2。炎遅滞の修正
エンジニアリングプラスチックでは、多くの場合、電子機器および自動車インテリアの用途には難燃性特性が必要です。従来のハロゲン化火炎還元剤は、リンベースの化合物、intumescentシステム、ナノコンポジットなどの環境に優しい代替品に置き換えられています。たとえば、拡張可能なグラファイトとポリリン酸アンモニウムをポリアミドに添加すると、機械的完全性を維持しながら、UL-94 V-0評価を達成できます。
2.3。影響と靭性の改善
多くのエンジニアリングプラスチックは、低温で本質的に脆いです。エラストマー（EPDM、SEBSなど）やコアシェル粒子などの強化剤が組み込まれて、耐衝撃性を改善します。これらの修飾子は、エネルギーを吸収し、衝撃中に複数のせん断を得ることにより機能し、それにより熱抵抗を大幅に侵害することなく延性を高めます。
2.4。熱およびUVの安定性の向上
熱安定剤（例：妨害されたフェノール、リン酸塩）およびUV吸収体（例：ベンゾトリアゾール、妨害されたアミン光安定剤）が、屋外または高温環境で使用されるエンジニアリングプラスチックに追加されます。これらの添加剤は、連鎖の硬化と酸化的分解を防ぎ、熱または日光にさらされるコンポーネントのサービス寿命を延長します。
2.5。バイオベースとグリーンの変更
持続可能性に焦点を当てているため、パフォーマンスを向上させるために、ポリラトン酸（PLA）などのバイオベースのエンジニアリングプラスチックが変更されています。技術には、丈夫なポリマーとブレンド、天然繊維の追加（麻、ケナフなど）、または耐熱性と耐久性を改善するためのチェーンエクステンダーとの反応的押出などがあります。
3。パフォーマンスの改善
3.1。機械的特性
修正されたエンジニアリングプラスチックは、引張強度、耐衝撃性、疲労挙動の著しい改善を示しています。たとえば、ガラス繊維強化PBTは、より高い負荷や繰り返しストレスに障害なく耐えることができます。
3.2。熱特性
熱伝導率、熱偏向温度（HDT）、および融点は、フィラーと添加物を通して調整できます。窒化ホウ素で変更されたPPSは、熱伝導率の向上を示し、ヒートシンクや電子ハウジングに最適です。
3.3。電気
断熱性または制御された導電率を必要とするアプリケーションでは、帯電防止剤、カーボンブラック、または導電性ポリマーを備えた修正プラスチックが使用されます。たとえば、PC-ABSと炭素ナノチューブのブレンドは、敏感な電子デバイスで静電放電保護を提供します。
3.4。化学耐性と風化可能性
フルオロポリマーやシランカップリング剤などの添加物は、化学的不活性を促進し、水分の取り込みを減らします。 UV安定剤と抗酸化物質は、屋外の状況での外観と機能を維持するのに役立ちます。
3.5。処理可能性
処理中の流れの挙動、成形性、および熱安定性の改善は、レオロジー修飾子と処理補助具を通じて達成され、複雑な部分の形状と一貫した生産品質を可能にします。
4。アプリケーションフィールド
4.1。自動車産業
修正されたエンジニアリングプラスチックは、フード下のコンポーネント、ボディパネル、および内部部品で使用されます。ガラス繊維で強化されたPAは、金属部品を置き換え、車両の重量と燃料消費量を減らします。炎のリターン剤PCブレンドは、照明システムとダッシュボードに使用されます。
4.2。電気および電子機器
Flame遅延剤と熱安定剤で変更されたPPSやPBTなどの高性能プラスチックは、コネクタ、回路基板、およびハウジングで使用されます。それらの寸法の安定性と電気断熱特性は、小型化された熱集約型環境で重要です。
4.3。消費財
強化およびUV安定化されたプラスチックは、電源ツール、電化製品、スポーツ用品で使用されています。衝撃修正ABSはヘルメットシェルと保護ギアで人気がありますが、スクラッチ耐性PCはアイウェアとスクリーンで使用されています。
4.4。医療およびヘルスケア
PPSUやPEIなどの滅菌抵抗と生体適合性のために変更されたエンジニアリングプラスチックは、手術器具、診断装置、および歯科用ツールで使用されます。加算式および低リーチの製剤は、敏感なアプリケーションに不可欠です。
4.5。建設と産業用
修正されたプラスチックは、建設における耐食性、熱断熱、および構造的完全性を提供します。 GF強化ポリオレフィンとポリエステルは、化学物質と負荷応力にさらされたパイプ、パネル、機械部品で使用されます。
5。課題と将来の見通し
その利点にもかかわらず、修正されたエンジニアリングプラスチックは、高い材料コスト、リサイクル可能性の問題、特定の添加物の環境への影響などの課題に直面しています。バイオ由来の完全にリサイクル可能なエンジニアリングプラスチックの開発は、重要な将来の方向です。自己修復、形状の記憶、および適応特性を備えたスマートマテリアルは、次のフロンティアを表しています。反応性処理、ナノテクノロジー、および機械学習誘導材料設計の革新は、高性能で持続可能なエンジニアリングプラスチックの進化を促進することが期待されています。
