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高分子添加剤と環境対策

(2003年『高分子添加剤の開発と環境対策』普及版)

商品コード: B0846

  • 監修: 大勝靖一
  • 発行日: 2008年4月
  • 価格(税込): 5,832 円
  • 体裁: A5判、370ページ
  • ISBNコード: 978-4-88231-975-7
こちらの書籍については、お問い合わせください。

刊行にあたって

 高分子材料は我々の社会において欠くことのできない素材となった。これは、高分子合成化学の進歩、例えば合成触媒の開発や重合方法の改善等によるところが大きい。しかし合成された高分子を材料として使用できるようにしたのは、高分子用添加剤の開発や高分子材料の加工技術の進歩があったからに他ならない。言い換えれば、高分子材料を享受している現状は、高分子合成化学、添加剤化学、及び加工技術の連携による産物と考えられる。
 本書は、これらのうち加工技術の進歩に必要な添加剤も含め、特に高分子用添加剤を中心に編成されている。まず目次を見ると、今までとはなじみの薄い分類で書かれていると感じる方が多いかもしれないが、これにはそれなりに意味がある。第2章の高分子機能維持剤は広い意味の酸化防止剤であり、高分子材料を使用する上で必須の添加剤を含み、その細目は従来の分類とかなり異なっていよう。これは添加剤の進歩のため従来の分類では整理しきれなくなったものが出現し、また未だ本来の機能がはっきりしていなくて従来の分類では取り扱えないものが公表されたからに他ならない。従って添加剤を機能から見るのではなくて、化学構造から眺めるという分類を試みた。これは一見奇異に感じるかもしれないが、同じ化学構造をしているのになぜこんなに働きが違うのかを考える上で非常に役立つのではと思っている。
 第3章の高分子機能付与剤は、高分子材料すべてではなく、その用途に向けて必要とされる添加剤である。従来これらは添加剤の羅列で書かれていたために、全てを見ないと自分の意図する機能を付与するための添加剤を理解しえなかったのに対し、本書では機能別に添加剤を分類することを試みた。多分かなり分かりやすくなったのではないかと考えている。第4章は、本書のもう一つの特色でもある添加剤と環境問題のかかわりをまとめてある。昨今添加剤の中で内分泌撹乱剤の可能性を指摘されるものが出てきたが、実はかなり神経を使って添加剤が使用されていること、また今後もそのような姿勢が必要であることが理解できるように編集した。今までの努力で手に入れた高分子材料を簡単に手放すわけには行かない。本章は環境問題に対する更なる努力のための手引きになってくれるはずである。
 以上本書の特徴を概述した。本書の作成にあたって各先生には、出来るだけ添加剤の化学構造の特徴と機能発現の機構、添加剤の特徴(長所と短所など)、実用例、環境問題とのかかわりあいなどを順序だって記述してくださるようにお願いした。従って中身的にも非常に理解しやすいようにしたのも本書の特長である。
 このように本書を読む人たちの立場に立ったいくつかの新しい試みをした。最後に、それにもかかわらず、その遂行のためにご尽力下さった各先生方には心より謝意を表したい。また短期間でこのような書が完成したのはシーエムシー出版編集部、和多田史朗氏のご努力があったからに他ならない。感謝する次第である。

2003年5月  工学院大学 大勝靖一

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2003年に『高分子添加剤の開発と環境対策』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2008年4月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

大勝靖一   (現)工学院大学専門学校 校長
飛田悦男   旭電化工業(株) 樹脂添加剤開発研究所 添加剤研究室 室長
         (現)(株)ADEKA 情報化学品開発研究所 記録材料研究室 室長
児島史利   住友化学工業(株) 有機合成研究所 主席研究員
石井玉樹   シプロ化成(株) 営業部 部長
根岸由典   (現)(株)ADEKA 樹脂添加剤開発研究所 添加剤研究室 
中村浩司   チバ・スぺシャルティ・ケミカルズ(株) プラスチック添加剤セグメント ポリマープロダクト ビジネスライン 統括マネジャー
秋葉光雄   (現)アキバリサーチ 所長
木村健治   (現)住友化学(株) 精密化学品研究所 主席研究員
福島 充   (現)(株)ADEKA 樹脂添加剤開発研究所 改質剤研究室 室長
原田昌史   (現)(株)ADEKA 樹脂添加剤開発研究所 主任研究員
杉浦基之   (現)日油(株) 化成事業部 ファインポリマー営業部 ファインポリマーグループ グループリーダー
指田和幸   理研ビタミン(株) 大阪工場 技術グループ グループリーダー
髙尾敏智   大塚化学(株) 研究技術センター 主任研究員
野須 勉   (現)協和化学工業(株) 研究開発部  
稲木良昭   大阪大学大学院 工学研究科 物質・生命工学専攻 助教授
白井正充   (現)大阪府立大学大学院 工学研究科 応用化学分野 教授
角岡正弘   (現)大阪府立大学 名誉教授
黒田真一   (現)群馬大学大学院 工学研究科 生産システム工学専攻 准教授
田近 弘   (現)東洋紡績(株) 総合研究所 化成品開発研究所 機能性ポリマー開発センター 機能性樹脂開発第一部長
落合健一朗   (現)日油(株) 油化学研究所 グループリーダー
五百藏賢一   (現)日油(株) 油化学研究所 主任研究員
木村凌治   旭電化工業(株) 樹脂添加剤開発研究所 改質剤研究室 室長
         (現)(株)ADEKA 先端材料開発研究所 所長
占部 朗   大日本インキ化学工業(株) ポリマ改質剤技術グループ 主任研究員
若松正志   大日本インキ化学工業(株) ポリマ改質剤技術グループ グループマネージャー
上田昌哉   (現)協立化学産業(株) マーケッティング開発室 執行役員・室長
西沢 仁   (現)西沢技術研究所 代表
山野井博   (現)(株)ADEKA 樹脂添加剤開発研究所 添加剤開発室 室長
小出昌史   東洋インキ製造(株) 色材技術統括部 着色技術部 機能材課 課長
         (現)東洋インキ製造(株) 高分子事業本部 高分子技術統括部 技術2部 第4グループ グループリーダー
勝川眞琴   三洋化成工業(株) 高分子薬剤研究部 部長代理
鳥飼章子   (元)名古屋大学大学院 工学研究科
高山 森   (株)ダイヤ分析センター 技術本部 技師長
北村 卓   大日本インキ化学工業(株) レスポンシブル・ケア部 部長 
幸野俊則   (現)(株)ADEKA 樹脂添加剤開発研究所 所長

 執筆者の所属表記は、注記以外は2003年当時のものを使用しております。

目次

第1章 総論
1. 高分子添加剤概論
1.1 はじめに
1.2 添加剤の分類
1.3 プラスチックと添加剤
1.3.1 劣化と症状
1.3.2 劣化と添加剤
1.4 酸化防止剤の概略
1.5 添加剤の使用量
1.6 添加剤の現状と将来
1.7 おわりに

2. 高分子劣化の本質とその防止の基礎
2.1 はじめに
2.2 劣化の基本
2.2.1 劣化反応
2.2.2 劣化の開始
(1) 光劣化と熱劣化開始の特徴
(2) 劣化の開始点
(3) 劣化の連鎖
2.2.3 連鎖担体ラジカルの反応
(1) アルキルラジカルの反応
(2) ペルオキシン(アルコキシ)ラジカルの反応
(3) 高分子劣化モデル
2.2.4 劣化の防止
(1) 開始反応の防止
(2) ラジカル捕捉剤とその反応
2.3 おわりに

3. 高分子添加剤の相乗・拮抗作用
3.1 はじめに
3.2 高分子機能維持剤と高分子機能付与剤との相互作用
3.2.1 高分子物性と高分子機能維持剤
3.2.2 高分子機能付与剤の光遮蔽効果と光安定性
3.2.3 高分子機能付与剤と光安定化剤の移行性
3.2.4 高分子機能付与剤と安定化阻害
3.3 高分子機能維持剤間の相互作用
3.3.1 フェノール系酸化防止剤とイオウ系酸化防止剤
3.3.2 フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤
3.3.3 HALSと紫外線吸収剤
3.4 おわりに

第2章 高分子機能維持剤
1. フェノール系添加剤
1.1 ラジカル捕捉剤
1.1.1 はじめに
1.1.2 定義
1.1.3 用途と化学構造の特徴
(1) ROO・捕捉剤
(2) R・捕捉剤
1.1.4 化学構造と機能発現機構
(1) ROO・捕捉剤
(2) R・捕捉剤
1.1.5 特徴と傾向
(1) ROO・捕捉剤
(2) R・捕捉剤
1.1.6 環境問題
1.1.7 おわりに
1.2 紫外線吸収剤
1.2.1 はじめに
1.2.2 光劣化
(1) 光の波長とエネルギー
(2) 高分子の光劣化
1.2.3 光安定剤
(1) 紫外線吸収剤
(2) クエンチャー(消光剤)
(3) HALS (Hindered Amine Light Stabilizer)
1.2.4 紫外線吸収剤の製造方法
(1) ベンゾフェノン系紫外線吸収剤
(2) ベンゾトリアーゾル系紫外線吸収剤
1.2.5 紫外線吸収剤の日本市場
1.2.6 紫外線吸収剤の開発動向
(1) 高耐熱性化合物
(2) 液状化合物
(3) 反応性化合物
(4) 特定波長吸収化合物
(5) 多水酸基含有化合物
1.2.7 紫外線吸収剤の選択
(1) 留意点
(2) 化粧品分野での特異性
1.2.8 おわりに

2. アミン系添加剤
2.1 HALS
2.1.1 はじめに
2.1.2 HALSの機構
2.1.3 光劣化とHALS
2.1.4 熱劣化とHALS
2.1.5 HALSの相乗作用と拮抗作用
(1) HALSとフェノール系酸化防止剤の相互作用
(2) HALSとリン系酸化防止剤の相互作用
(3) HALSと硫黄系酸化防止剤の相互作用
2.1.6 環境問題
2.1.7 おわりに
2.2 ヒドロキシルアミン
2.2.1 はじめに
2.2.2 化学構造の特徴と用途
2.2.3 化学構造と作用機構
2.2.4 ヒドロキシルアミンの特徴と性能
2.2.5 今後の傾向と実用例
2.2.6 環境安全性
2.2.7 おわりに
2.3 芳香族アミン
2.3.1 はじめに
2.3.2 アミン系老化防止機構
(1) ゴムの酸化劣化
(2) ゴムのオゾン劣化
2.3.3 アミン系老化防止剤の特徴
2.3.4 アミン系老化防止剤の選択基準
(1) 老化防止剤の着色性・汚染性
(2) 老化防止剤のゴムに対する溶解度
(3) 老化防止剤の加熱減量
(4) 老化防止剤のゴム中の残存量
(5) 老化防止剤の衛生性
(6) 老化防止剤の相乗効果
(7) 老化防止剤の移行
2.3.5 各種ゴムに対する代表的な老化防止剤
(1) NR、SBRにおける老化防止剤
(2) NBRにおける老化防止剤
(3) CRにおける老化防止剤
(4) ECOにおける老化防止剤
(5) ACMにおける老化防止剤
(6) EPDMパーオキサイド加硫ゴムにおける老化防止剤
2.3.6 比較的近しい老化防止剤
2.3.7 各種老化防止剤と適用ゴムの例
2.3.8 おわりに

3. イオウ系・リン系添加剤
3.1 はじめに
3.2 定義
3.3 性能発現機構
3.4 イオウ系添加剤とリン系添加剤の相違点
3.5 イオウ系添加剤の特性
3.6 リン系添加剤の特性
3.7 新しいリン系添加剤
(1) 加工安定化性能
(2) 耐加水分解性
3.8 イオウ系・リン系添加剤と環境対策
3.9 おわりに

4. 金属捕促剤
4.1 はじめに
4.2 金属捕捉剤の作用機構
4.3 金属捕捉剤の実用例
4.4 おわりに

5. 熱安定剤
5.1 はじめに
5.2 熱安定剤の種類と特徴
5.2.1 鉛系安定剤
5.2.2 錫系安定剤
5.2.3 複合安定剤
5.3 熱安定剤の環境対策
5.4 環境対策における技術的発展
(1) Cd代替
(2) 鉛代替
(3) 環境ホルモン
5.5 現在の環境対策

第3章 高分子機能付与剤
1. 加工性
1.1 相溶化剤
1.1.1 はじめに
1.1.2 ポリマーアロイと相溶化剤の役割
1.1.3 相溶化剤の種類
1.1.4 非反応型相溶化剤
(1) グラフト、ブロックポリマー
(2) ランダムポリマー
(3) ホモポリマー
1.1.5 反応型相溶化剤
(1) カルボン酸
(2) エポキシ基
(3) オキサゾリン基
1.1.6 市販の相溶化剤
1.1.7 環境問題
(1) 廃プラスチックスのポリマーアロイ化
(2) 廃プラスチックスから新たな素材へ
1.1.8 おわりに
1.2 滑剤
1.2.1 はじめに
(1) 滑剤・離型剤の種類
(2) 滑剤の作用機構、効果
1.2.2 滑剤の利用法―実用例の紹介―
(1) PVC樹脂
(2) ポリオレフィン系樹脂
(3) スチレン系樹脂
(4) PA樹脂
1.2.3 今後の動向
1.3 発泡剤
1.3.1 はじめに
1.3.2 発泡剤の分類と種類
(1) 化学発泡剤
(2) 化学発泡剤の種類と性状
1.3.3 化学発泡剤の使用方法
(1) ポリ塩化ビニル(PVC)
(2) ポリエチレン(PE)
(3) ポリプロピレン(PP)
(4) エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)
(5) ポリスチレン(PS)
(6) アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)、アクリロニトリル-エチレン-スチレン(AES)
(7) アクリロニトリル-ブタジエンラバー(NBR)
(8) クロロプレンラバー(CR)
(9) エチレン・プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)
1.3.4 発泡剤と環境問題
1.3.5 今後の課題と展開
1.4 触媒失活剤(ハイドロタルサイト)
1.4.1 はじめに
1.4.2 化学構造と機能発現の機構
1.4.3 構造と機能発現の機構
1.4.4 DHT-4Aの紹介
(1) DHT-4Aの特長
(2) DHT-4Aの熱的性質
1.4.5 安全性
1.4.6 おわりに

2. 光化学性
2.1 感光性樹脂添加剤
2.1.1 はじめに
2.1.2 感光性樹脂の種類
2.1.3 光重合
(1) モノマー
(2) 開始剤
2.1.4 高分子+感光性化合物
2.1.5 高分子の光反応
2.1.6 添加剤の化学構造
2.1.7 実用例と問題点
(1) フォトレジスト
(2) 印刷材料
(3) UVインク
(4) UV塗料
(5) UV接着剤、シール剤
(6) 微細加工・成形
2.1.8 おわりに
2.2 光分解性付与剤
2.2.1 はじめに
2.2.2 プラスチックの光分解
2.2.3 ポリエチレンの劣化機構
2.2.4 光分解性付与剤と分解機構
2.2.5 おわりに
2.3 光触媒
2.3.1 光触媒とはなにか
2.3.2 半導体光触媒の作用機構
2.3.3 光触媒による高分子の劣化
2.3.4 光触媒による環境浄化、脱臭、抗菌、防汚効果とその応用
2.4 消光剤(クエンチャー)
2.4.1 はじめに
2.4.2 光酸化劣化とクエンチング
2.4.3 クエンチャー
(1) エネルギー移動によるクエンチング
(2) 電子移動によるクエンチング
2.4.4 おわりに

3. 電気性
3.1 導電性付与剤
3.1.1 はじめに
3.1.2 ポリマー型導電性ペースト
(1) 導電性ペーストの分類
(2) 導電性ペーストの構成材料
(3) 導電性ペーストの塗膜構造
(4) スクリーン印刷性
(5) 耐屈曲性
(6) 導電性ペーストの特性と用途
3.1.3 ポリアミドイミド系樹脂を用いた導電性ペースト
(1) PAI系導電性ペースト
3.1.4 導電性高分子ポリアニリンを用いた帯電防止処方
3.1.5 おわりに
3.2 帯電防止剤
3.2.1 はじめに
3.2.2 帯電現象と帯電防止
(1) 帯電現象
(2) 帯電防止剤の作用機構
3.2.3 帯電防止剤の種類
(1) 使用方法による分類
(2) イオン性による分類
(3) 分子量による分類
3.2.4 帯電防止性の評価方法
(1) 簡易的な方法
(2) 電気特性を測る方法
3.2.5 帯電防止剤を選定するときのポイント
(1) ポリマーとの相溶性
(2) 他の添加剤との相互作用
(3) ポリマーのガラス転移温度(Tg)による影響
(4) プラスチックの結晶性の影響
(5) 湿度による影響
3.2.6 帯電防止剤の安全性
3.2.7 具体的な帯電防止剤の例
3.2.8 おわりに

4. 表面性
4.1 防曇剤
4.1.1 はじめに
4.1.2 防曇性付与方法
4.1.3 プラスチック表面の親水化方法
4.1.4 界面活性剤について―防曇剤としての利用―
4.1.5 防曇剤の構造及び性能
4.1.6 防曇剤の性能
4.1.7 おわりに
4.2 抗菌・防カビ剤
4.2.1 はじめに
4.2.2 高分子と抗菌剤
4.2.3 高分子用抗菌剤、防カビ剤の種類と特徴
4.2.4 抗菌性付与技術と抗菌剤の配合技術
(1) 高分子の素材から考えた場合
(2) 製品の用途から考えた場合
(3) 抗菌剤から考えた場合
4.2.5 抗菌剤の環境対応法規制
(1) 日本
(2) 米国
(3) EU
4.2.6 今後の動向

5. バルク性
5.1 可塑剤
5.1.1 はじめに
5.1.2 可塑剤の種類と需要動向
5.1.3 可塑剤の基本構造と作用機構
5.1.4 各種可塑剤の技術動向
(1) フタル酸エステル系
(2) トリメリット酸エステル酸
(3) アジピン酸エステル系
(4) ポリエステル系
(5) その他の可塑剤
5.1.5 PVC以外の用途
5.1.6 安全衛生性問題
(1) 発ガン性問題
(2) 環境ホルモン問題
(3) 精巣毒性問題
(4) 指導規制
5.1.7 おわりに
5.2 反可塑剤
5.2.1 はじめに
5.2.2 定義
5.2.3 過去の研究例
5.2.4 反可塑剤の特徴と機能発現の機構
(1) 反可塑剤の特徴
(2) 機能発現の機構
5.2.5 反可塑剤添加高分子のバルク特性
(1) 機械的性質
(2) 熱的性質
(3) 成形性
(4) 光学的性質
(5) 表面硬度
(6) 吸水性、透湿性
5.2.6 応用例
(1) ガラス転移温度と弾性率
(2) 流動特性
(3) 透過率の波長依存性
(4) グループの転写性
(5) 成形基板の反り
(6) 複屈折
(7) 飽和吸水率
(8) 表面硬度
5.2.7 反可塑剤添加高分子の粘弾性特性挙動
5.2.8 環境問題
5.2.9 今後の展開
5.2.10 おわりに
5.3 難燃剤
5.3.1 まえがき
5.3.2 最近の難燃材料の研究動向
5.3.3 難燃剤の種類とその役割
5.3.4 難燃剤の現状と需要量
5.3.5 難燃剤の環境問題
5.3.6 あとがき
5.4 造核剤
5.4.1 はじめに
5.4.2 ポリマーの結晶化と核剤
5.4.3 造核剤の効果と種類
(1) 造核剤添加による効果
(2) 造核剤の種類
5.4.4 造核剤によるポリプロピレンの機能向上
(1) 結晶化温度
(2) 熱変形温度、剛性
(3) 透明性
5.4.5 おわりに
5.5 着色剤
5.5.1 はじめに
5.5.2 着色剤の定義
(1) 着色剤の区分
(2) プラスチックにおける着色の意義
5.5.3 化学構造の特徴と用途
(1) プラスチック用着色剤の必要特性
(2) 色材の定義
(3) カラーマッチング(色合わせ、調色)
(4) プラスチック用着色剤
(5) 各種着色剤の製造方法と使用方法
(6) 各種着色剤の成形方法
(7) 着色剤の各種耐性
5.5.4 環境問題
(1) プラスチックの廃棄処理
(2) 環境法
(3) 環境ホルモン(内分泌撹乱化学物質/endocrine disrupting chemicals)
(4) 生分解性プラスチック( Biodegradable Plastics )
(5) 着色剤の環境対応
5.5.5 おわりに
5.6 高分子分散剤
5.6.1 はじめに
5.6.2 高分子添加剤としての分散剤
5.6.3 化学構造の特徴と用途
5.6.4 構造と機能発現の機構
5.6.5 添加剤の特徴
5.6.6 フィラー分散剤としての実用例
5.6.7 高比率木質複合体―環境問題への取り組み―
5.6.8 おわりに

第4章 高分子添加剤の分析と環境対策
1. 高分子添加剤の分析
1.1 分析手段と分析の留意点
1.1.1 はじめに
1.1.2 劣化の定義と劣化による変化
1.1.3 劣化に影響を与えるファクター
1.1.4 劣化の分析方法
(1) 劣化による各種生成物の検出
(2) 分子量変化
(3) 分子構造の変化
(4) その他の変化
(5) 分析の留意点
1.1.5 おわりに
1.2 各種高分子に対する分析例
1.2.1 はじめに
1.2.2 高温ガスクロによる添加剤分析
1.2.3 液体クロマト/質量分析(LC/MS)の応用
1.2.4 高分子量HALSの分析
1.2.5 変色トラブルの解析例

2. 高分子添加剤と環境問題
2.1 添加剤と環境問題の関わり
2.1.1 はじめに
2.1.2 高分子添加剤と環境問題
2.1.3 内分泌かく乱化学物質
2.1.4 欧州の電機電子業界および自動車業界における規制
2.1.5 廃棄物と高分子添加剤
2.1.6 おわりに
2.2 添加剤と法規制
2.2.1 はじめに
2.2.2 日本の法規制
(1) 労安法
(2) 化審法
2.2.3 世界各地域の化学品法規制
(1) 米国
(2) 欧州
(3) 中国
2.2.4 食品容器用途の法規制
(1) 日本の食品用途における法規制
(2) 海外の食品用途における法規制
2.2.5 環境問題と法規制
(1) PRTR物質
(2) 内分泌かく乱物質
2.2.6 おわりに
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