11/20 徹底解説！ポリウレタンの原料・反応・特性 およびフォーム・塗料・複合材料用途の新技術

横山技術事務所 代表、工学博士　横山 直樹　氏

＜専門＞
材料化学、化学工学、品質管理、環境・エネルギー

　ポリウレタンおよび原料メーカーの事業企画部門、研究開発部門、生産技術部門、製造部門、技術サービス部門の技術者・研究者を対象に、原料の種類と特徴、分析･特性評価法、有害性、セグメント構造と特性を詳しく解説させていただきます。

＜習得できる知識＞
(1) ポリウレタンの全体観
　ポリウレタンの用途と機能、製造法、各種ポリウレタンの合成反応と構造、イソシアネートと各種活性水素化合物との反応に関する知識を習得できる。
(2) 原料の種類と特徴
　イソシアネートについては、TDI、MDIなどの汎用イソシアネート、NDI、HDI、XDI、IPDI、水添XDI、水添MDI などの特殊イソシアネート、バイオマス由来イソシアネートの各特性、ポリオールについては、PPG、PEP、PCD、PCL、PTMGなどの主要ポリオールとバイオマス由来ポリールの各特性、触媒については、三級アミン、金属(鉛、スズ、ビスマス系)の特性、加水分解抑制剤については、カルボジイミドの加水分解抑制機構、発泡剤については、環境対応各種フロンの特性と開発変遷についての各知識を習得できる。
(3) 分析・特性評価法
　イソシアネート濃度、水酸基当量などの原料分析方法、IR、熱分解ガスクロなどポリウレタン製品の分析方法、動的粘弾性、力学特性(引張り試験)などのポリウレタン特性評価方法についての各知識を習得できる。
(4) 有害性
　原料イソシアネートおよびポリオールの有害性(急性毒性など) についての知識を習得できる。
(5) セグメント構造と特性
　ポリウレタン中のハードセグメントによる凝集構造が架橋密度、弾性率、引張り強度などの特性に及ぼす影響についての知識を習得できる。また、イソシアネートとポリオールの反応における湿度(水分)の影響および得られたポリウレタンの構造と特性への影響についての知識を習得できる。
(6) 環境中の水分が反応と構造・特性に及ぼす影響
　環境中の水分とイソシアネートが反応して最終的に生成するウレアが、ポリウレタンの構造と特性に及ぼす影響についての知識を習得できる。
(7) フォーム用途の新技術
　自動車用PUフォームの臭気原因VOCの分析および低減技術についての知識を習得できる。
(8) 塗料用途の新技術
　インデン付加フェノールを変性剤に用いることで対鋼板接着性を向上させた重防食塗料用変性ポリウレタンに関する知識を得ることができる。
(9) 複合材料用途の新技術
　エポキシn=1体末端付加セグメント(n1S)、ハードセグメント(HS)、ソフトセグメント(SS)の各割合を制御することで、高破壊靭性、高破断強度、高破断ひずみ、高Tgを達成した燃料電池自動車(FCV)用CFRP製水素タンク向けポリウレタン変性エポキシ樹脂に関する知識を得ることができる。

＜プログラム＞
１．ポリウレタン(PU)の概要
　1.1 PUの用途・製法・市場
　1.2 PUの合成反応と構造

２．原料の種類と特徴
　2.1 イソシアネート
　　　TDI、MDI、NDI、HDI、XDI、IPDI、水添XDI、水添MDI、バイオマス由来イソシアネート
　2.2 ポリオール
　　　PPG、PEP、PCD、PCL、PTMG、バイオマス由来ポリール
　2.3 触媒
　　　3級アミン、金属(鉛、スズ、ビスマス系)
　2.4 加水分解抑制剤
　　　カルボジイミド
　2.5 発泡剤
　　　環境対応フロンの変遷

３．分析・特性評価
　3.1 原料イソシアネートの分析
　　　イソシアネート濃度
　3.2 原料ポリオールの分析
　　　水酸基当量
　3.3 ポリウレタンの分析
　　　FT-IR、熱分解GC
　3.4ポリウレタンの特性評価
　　　動的粘弾性(DMA)、引張試験、原子間力顕微鏡(AFM)観察

４．危険性・有害性
　　　物理的危険性、急性・慢性毒性

５．セグメント構造と特性
　　　ハードセグメントの凝集構造がポリウレタンの架橋密度と力学特性に及ぼす影響

６．環境中の水分が反応と構造・特性へ及ぼす影響
　　　生成するウレアが、ポリウレタンの構造と特性に及ぼす影響

７．フォーム用途の新技術
　　　臭気原因VOCの分析および低減技術

８．塗料用途の新技術
　　　対鋼板接着性を向上させた重防食塗料用変性ポリウレタン

９．複合材料用途の新技術
　　　燃料電池自動車(FCV)用CFRP製水素タンク向けポリウレタン変性エポキシ樹脂

１０．まとめ

　　□質疑応答□

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