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用語集

アクリロニトリル共重合体(Acrylonitrile Copolymers)とは

アクリロニトリル共重合体の物性

アクリロニトリルポリマー(ニトリルとも呼ばれる)は、アクリロニトリルと他のさまざまなモノマーの共重合体です。3つの最も重要なコモノマーは、スチレン、ブタジエン、およびメチルアクリレートです。コポリマーの約30〜85%はアクリロニトリルであり、約15パーセント以上はブタジエンおよび/またはメチルアクリレートです。

アクリロニトリルは非常に極性の高いモノマーです。ガラス転移温度は約385±15 K(112±15°C)です。他のモノマーと共重合すると、ガラス転移温度、機械的強度、耐熱性および耐薬品性が向上します。また、コーティングや接着剤などの配合製品で使用する場合に重要な特性である、極性溶媒とモノマーとの混和性も向上します。

商業的に重要な他の唯一のニトリルモノマーは メタクリロニトリルです。アクリロニトリルに似ていますが、はるかに小規模のコポリマー(エラストマー)の調製に使用されます。また、酸、アミド、アミン、エステル、およびその他のニトリルの調製における重要な化学中間体です。

ほとんどのアクリロニトリル共重合体は、油、グリース、希酸、アルカリに対して優れた耐薬品性を備えていますが、ハロゲン化芳香族炭化水素に侵されます。

最も重要なニトリル製品は、約85%のニトリルを含むアクリル繊維と、4つの熱可塑性樹脂であるアクリロニトリルスチレン(SAN)、アクリロニトリルスチレンアクリレート(ASA)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、およびアクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)です。

ポリ(スチレン-co-アクリロニトリル)(SAN)

最も重要なアクリロニトリル共重合体の1つは、ポリ(スチレン-co-アクリロニトリル)(SAN)です。相対的な組成は、典型的には60〜80重量%のスチレンおよび20〜40重量%のアクリロニトリルです。2つのモノマーは、骨格内で交互になる傾向があります。SANは、ポリスチレンの透明度と剛性とアクリロニトリルの硬度を兼ね備えています。ポリスチレンと比較して、耐薬品性が大幅に向上し、熱安定性が向上し、機械的特性が向上し、熱変形温度がわずかに高くなります。共重合体は、耐クリープ性と耐候性も大幅に改善されています。しかし、これらの共重合体はしばしば黄色の製品を生成します。

ポリ(アクリロニトリル-co-ブタジエン-co-スチレン)(ABS)

さらに重要なのは、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエンのターポリマー(ABS)です。これらの不透明な熱可塑性プラスチックは、純粋なポリスチレンおよびポリアクリロニトリルよりも高い応力および耐衝撃性と高い引張強度を備えています。ABS樹脂は、さまざまなグレードで重合できます。3つのモノマーの割合は大きく異なります。ブタジエン含有量は通常15〜85パーセントで、スチレンとアクリロニトリルの比率は80:20〜60:40です。ブタジエン部分は柔軟性と高い耐衝撃性を提供し、SAN部分は強度、良好な寸法安定性、および耐クリープ性を提供します。

ABS樹脂プラスチックの特性特徴や強度・成形・加工・用途・耐熱温度についてはこちら。

アクリレート-スチレン-アクリロニトリル(ASA) 

ASAコポリマーは、UV照射、水分、熱、ひび割れに対して優れた耐性を持ち、おそらくすべてのアクリロニトリルエラストマーの中で最も優れた耐候性を持ちます。それらの機械的特性は、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)エラストマーに非常に似ています。たとえば、ABSと同様に、耐薬品性に​​優れ、衝撃強度が高いです。

アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)

通常ニトリルに短縮されたアクリロニトリルブタジエンゴムは、重要なエラストマーです。アシロニトリル(AN)の含有量は、通常15〜45%です。AN含有量が高いNBRグレードは耐油性と耐摩耗性が優れており、AN含有量が低いグレードは低温柔軟性と弾力性が優れています。一般に、ニトリルゴムの物理的特性は中程度です。

ポリアクリロニトリル(PAN)-アクリル繊維

アクリル繊維は、平均分子量が約100,000のポリアクリロニトリルから作られた合成繊維です。アクリロニトリルの含有量は少なくとも85パーセントです。典型的なコモノマーは、酢酸ビニルとアクリル酸メチルです。両方のモノマーは、かなり脆いアクリロニトリル繊維の柔軟性、靭性、および弾性を改善します。アクリルヤーンは、通常、天然繊維よりも価格が安いため、「安い」と認識されることが多く、アクリル繊維から作られた生地は、ウールや綿よりも柔らかくなく、温かい感じがします。

他の多くのアクリロニトリル共重合体が合成されています。いくつかの商業用途を発見したものの中には、「透明ABS」としても知られるアクリロニトリル-アクリレート(ANA)およびメチルメタクリレート-アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(MABS)があります。しかし、これら2つは、前述の他のアクリロニトリル共重合体よりもはるかに小さな規模で生産されます。

市販のアクリロニトリルポリマー

ポリアクリロニトリルコポリマー(ABS、SAN、ASA、MABS、NBR、ABSブレンド)は重要な熱可塑性プラスチックです。それらは大規模に生産され、さまざまな商品名で販売されています。重要なメーカーには、Sabic、Ineos、LG Chem、Trinseo、BASFなどがあります。

アクリロニトリル共重合体の用途

アクリロニトリル市場は非常に広いです。ABSは最も重要なアクリロニトリル共重合体で、SAN、ABSブレンド、ASA、MABSがそれに続きます。

ABSは、成形および調整が容易な低コストのエンジニアリングおよび汎用プラスチックです。ABSは、キッチンや家電製品(オーブン、洗濯機、乾燥機、トースター、冷蔵庫、掃除機など)の用途に広く使用されています。また、レゴやクレオのレンガなどの玩具にも広く使用されています。ABSの他の重要な産業には、自動車、建設、および電子機器が含まれます。

同様の機械的特性により、ASAコポリマーはABSと同様の用途に使用されます。ただし、ASAは耐候性に優れているため、ABSよりも屋外用途に適しています。ASAの最も重要な市場の1つは、ミラーハウジングやラジエーターグリルなどの自動車の車体部品です。ASA熱可塑性樹脂は、建築および建設、電化製品、電気および電子機器、スポーツ用品など、他の多くの産業でも広く使用されています。

ニトリルゴム(NBR)は、主に使い捨ての非ラテックス手袋と、伝動ベルト、Oリング、ガスケット、ホース、オイルシールなどのエラストマー部品に使用されますが、アミン、カルボキシ、エポキシ官能化ブタジエン-アクリロニトリルゴムは、コーティングや接着剤などのエポキシ配合物です。

SANは、最も重要なアクリロニトリル共重合体の1つです。ABSと同様に、家電製品(冷蔵庫、コーヒーメーカー、台所用品など)の用途に広く使用されています。他の重要な用途には、はかり、バッテリー、コンピューター、その他の消費者製品のハウジングが含まれます。

アクリル繊維は、アパレル業界でセーター、靴下、トラックスーツに使用されることがあります。アクリル繊維で作られた他の重要な織物には、毛布、エリアラグ、室内装飾品、荷物スーツケース、日除け、屋外用家具が含まれます。

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