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脂肪族ポリケトン(Aliphatic Polyketones)とは

脂肪族ポリケトンの物性

脂肪族ポリケトンコポリマーは、多くの魅力的でユニークな特性を備えた比較的新しいクラスのポリマーです。最も単純なポリケトンは、アルケンと一酸化炭素の完全に交互のコポリマーです。最も一般的なケトンは、一酸化炭素で重合したエチレンとプロピレンのターポリマーです。

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カルボニル基はかなり電気陰性で、隣接する炭素原子から電子を引き離します。これは、隣接するポリマー鎖間の強い分子間引力相互作用につながります。このため、ポリケトンの融点と融解熱は、対応する脂肪族ポリマーの融点と融解熱よりもはるかに高くなっています。たとえば、ポリエチレンの融点は115〜140℃の範囲ですが、ポリ(エチレンケトン)は約255±5℃で融解します。

ポリケトンは、この組み合わせでは他のポリマーにはない多くの望ましい機械的および熱物理的特性を示します。たとえば、ポリケトンは、高い引張強度と衝撃強度、最小限の摩耗と非常に良好な摩擦特性を備えた非常に高い耐摩耗性を備えています。他の興味深い特性には、優れた耐加水分解性、非常に低い吸水性、燃料と酸素に対する高いバリア特性、および優れた耐薬品性が含まれます。実際、ヘキサフルオロイソプロパノールなどの非常に極性の高い(エキゾチックな)溶媒のみがポリケトンを溶解します。

ポリケトンは生産が比較的容易で、エチレン、プロピレン、一酸化炭素などの原料は非常に安価です。したがって、価格は1ポンドあたり2ドル未満になると予想しています。これにより、このプラスチックは、他の多くの高性能エンジニアリングプラスチックの安価で魅力的な代替品となります。

脂肪族ポリケトンの市販品

Shellは、キャリロンという商品名で脂肪族ポリケトンを製造した最初の会社です。しかし、需要の低さから2000年にこれらの樹脂の生産を停止しました。特許技術のバイヤーを見つけることができなかったため、彼らはそれを米国の研究所SRI Internationalに寄付しました。10年間の研究開発の後、2014年、韓国の産業コングロマリットであるHyosungは、以前のShell特許を使用して脂肪族ポリケトンの新しいラインを商品化しました。この新しいプラスチックの需要は着実に成長すると予想されます。

脂肪族ポリケトンの用途

ポリケトンは非常に用途の広いエンジニアリングプラスチックです。優れた機械的およびトライボロジー特性により、大きな応力に耐えなければならないギアホイール、ベアリング、ブッシング、その他の機械部品に最適です。この材料は、POMポリアミドなどの他の(低コストの)エンジニアリングプラスチックと直接競合し  ます。これらの材料と組み合わせて、ほとんど摩耗のないギアを設計できます。ポリケトンは、このアプリケーション(POM)で通常使用される材料で作られたギアよりも大幅に高い動力伝達に適しています。

ポリケトンの別の重要な特性は、酸素や燃料などの多くの低分子量媒体に対する高いバリア特性です。したがって、燃料ラインに最適です。場合によっては、PA 12およびPVDFで構成される多層燃料ラインを、この材料の単層燃料ラインに置き換えることができます。

ポリケトンは、高耐衝撃性を備えた高から中流量の樹脂として入手できます。通常の連続使用温度は120°Cの範囲です。この樹脂で作られた部品は、寸法と公差の顕著な再現性で製造できます。

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