化学反応機構研究所材料劣化解析（PETの分解・劣化）

株式会社アイテスでは、材料劣化解析を行っております。

ポリマー材料やサンプルの状態などに応じて適切な分析方法をご提案。

材料がどのような劣化過程を辿ったかを解析し、ポリマー材料や使用環境を
適切にすることで製品の寿命を延ばす事が可能です。

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製品の製造過程、および使⽤時において、たくさんの不具合が発⽣します。その中でも材料特性に関わるような課題で、「おそらく材料が原因なんだろうけど、何をどうすればよいのかなあ」、とお悩みの方々には、電子、原子、分子、および化学反応メカニズムの視点で適しているソリューションを提案いたします。

■課題例
・なにかしら、この変⾊はどうしてなの？
・なぜすぐにヒビが入ったの？
・引張試験をすると、すぐに千切れる理由はなぜ？

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研究開発において、分析や評価はチェックポイントとして欠かせない
プロセスであり、その注目すべき対象には製品の構成材料が候補となる
ことが多々あります。

アイテスは、保有する多種多様な機器分析装置、観察装置、信頼性試験装置、
そして蓄積された知見と化学反応機構でメーカー様の研究開発をアシストします。

豊富な技術、知見、装置でご対応いたしますので、お気軽にお問合せください。

【特長】
＜分析機器例＞
■顕微IR
■顕微ラマン
■（EGA／TD/Pyr）GC-MS
■TOF-SIMS

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製品を構成する素材の、熱、湿気負荷による信頼性試験は必須ですが、
試験後の分析評価もまた、欠かすことのできないプロセスです。

恒温恒湿試験は、製品、素材などに温度と湿度の負荷をかけ、物性、特性、
外観などの変化有無、および寿命を確認する装置で、当社では、多種多様な
サンプルの設置も工夫してご対応。

当資料では、恒温恒湿試験前後の素材分子構造変化をIR分析にて検証した
事例をご紹介します。ぜひ、ご一読ください。

【掲載内容】
■信頼性試験装置例（恒温恒湿試験装置）
■サンプル設置の工夫
■化学分析による試験前後の比較評価

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『自記分光光度計による透過率測定サービス』についてご紹介します。

透明素材の透過率は、使用される製品のスペックに重要な特性項目です。

熱、湿度、紫外線などによる劣化でその特性が低下、
または失われる場合があります。

当資料では、装置原理とともに、透明樹脂の恒温恒湿試験前後での
透過率の変化を比較評価した結果、および考察内容を掲載。

是非、ご一読ください。

【掲載内容】
■自記分光光度計の原理、および仕様
■PET樹脂（ポリエチレンテレフタレート）の透過率変化
■PVC樹脂（塩ビ︓ポリビニルクロリド）の透過率変化

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『高分子構造変化の解析』についてご紹介します。

当資料では、「ラマン分光分析による高分子高次構造の評価」と
「高分子鎖の構造変化」を掲載。

高分子の分子構造はその特性に影響を与え、高分子製品の物性に影響し、
高分子鎖が集合してつくる高次構造を分析的手法により評価してみました。

是非、ご一読ください。

【掲載内容】
■ラマン分光分析による高分子高次構造の評価
■高分子鎖の構造変化

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『信頼性試験、曇価（ヘーズ）測定、IR分析のセットメニュー
サービス』についてご紹介します。

プラスチック（樹脂）素材は、使用環境により変色、変質する場合があり、
透明素材は、その透明性、高い透過率が価値ある特性となりますが、
劣化変質によりその特性が低下することで、素材としての機能を失います。

当資料では、「信頼性試験装置例」をはじめ「曇価測定結果」や
「IR分析結果」を表とグラフを用いて解説。

是非、ご一読ください。

【掲載内容】
■信頼性試験装置例（恒温恒湿試験装置）
■曇価（ヘーズ）測定結果
■IR分析結果

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樹脂は、成形加工、および調色がしやすいため多くの製品で使用されています。

使用される環境によっては、変色しやすいことも事実であり、
信頼性試験前後の表色系、および透過率の評価は欠かせません。

本資料では、透明樹脂の恒温恒湿試験前後における表色系、透過率の
変化結果をご紹介いたします。

【掲載内容】
■（xyY）およびL*a*b*表示系について
■恒温恒湿試験（85℃ 85% 168時間）前後の測定

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プラスチックの押出/射出成形加工は、その原料の耐熱温度（融点 Tm）に
応じて条件設定されますが原料の劣化変質により、決められた設定温度で
成形加工が困難となるケースもあります。

プラスチック原料のペレットや粉末のメルトフローレイト（MFR）を
確認することで、従来品と変化がないかを把握することが可能。

未処理（負荷なし）、温湿度負荷（恒温恒湿試験）、および紫外線照射した
PP（ポリプロピレン）を射出し、温度230℃、荷重5kgで評価した事例を
ご紹介しておりますので、ぜひPDFダウンロードよりご覧ください。

【評価事例】
■PP：ポリプロピレン
■8585：85℃85％ × 336時間
■UV：紫外線照射 253.7nm × 336時間
■射出時間：10分（3分から換算）

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製品を構成する素材は多種多様ですが、製品性能は素材の特性が
鍵を握ることも少なくありません。

アイテスでは、素材の信頼性試験から観察、物理/化学分析まで
一貫対応いたします。

本資料では、プラスチック材料の紫外線/恒温恒湿負荷前後の
分子構造、および熱特性変化の⽐較評価を⾏った事例をご紹介します。

【掲載内容】
■恒温恒湿試験、および紫外線照射
　（サンプル：ポリエチレン（PE）ペレット）
■IR、ラマン、およびEGA分析結果

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素材は、使用環境により変質変色することが多いです。

変質変色により製品の性能や意匠性に問題が生じますが、
化学分析によりその分子構造の変化を把握解明することで、
問題の対策や回避が可能となります。

当資料では、表面分析による元素および結合状態分析で
比較検証した事例をご紹介しています。

【掲載内容】
■分析サンプル
■XPS（ESCA）による元素分析結果
■XPS（ESCA）による結合状態分析結果（ポリカーボネート）
■XPS（ESCA）による結合状態分析結果（塩化ビニール）

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PMMA（アクリル）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、
PC（ポリカーボネート）はその透明性という特長を活かし、
多くの用途に使用されます。

液晶ディスプレイの周辺部材、モバイル端末画面の保護フィルム、
ヘッドライトカバー、光ファイバー、繊維など産業用製品には
欠かせない材料です。

当資料では、それらの原料（ペレット）をIR分析した結果をご紹介します。

【掲載内容】
■分析サンプル：エステル/カーボネート系ポリマーの特長
■IRスペクトル（ATR法）
■スペクトル比較（重ね合わせ）
■その他、関連分析サービス

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偏光フィルム、および光拡散フィルムは、LCD製品、意匠デザインなどに
使用されています。

温度や湿度など使用環境により劣化することがあり、偏光、拡散という
特性が低下することで、液晶画面やデザイン等に影響を及ぼします。

当資料では、温度湿度の負荷による劣化状態を、FT-IRにて分析した事例を
ご紹介します。

【掲載内容】
■使用サンプルとその特性
■偏光フィルムの劣化分析結果（70℃85％　1週間　試験前後のIRスペクトル比較）
■光拡散フィルムの劣化分析結果（70℃85％ 1週間試験前後のIRスペクトル比較）
■その他　対応可能な分析手法

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ビニルポリマーには多くの種類があり、その側鎖の分子構造によって
さまざまな特性を発現。また、その側鎖の結合配置（立体異性体）により、
結晶性に差が生じます。

当資料では、ビニルポリマーの中でも代表的な、ポリエチレン、
ポリプロピレン､ポリスチレン、塩化ビニル（塩ビ）のIR分析を行った結果を
ご紹介。

アイテスは、微妙な差異も見逃さず、化学理論による高度なデータ解析を
行います。いつでもお気軽にご相談ください。

【掲載内容】
■分析サンプル：ビニルポリマー
■IRスペクトル（ATR法）
■IRスペクトル比較（重ね合わせ）

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クラック、変色、剥離、変形、物性強度低下など、製品、
部材などに発生する不具合は様々です。

その多くは、製品を構成する材料に原因がある場合が多く、
その材料を分析調査することで解決することがあります。

当資料では、何が起きているのかを化学、および反応機構で
アプローチする方法をご紹介します。

【掲載内容】
■クラック（割れ）、剥離
■変色、変形
■化学反応機構（エポキシ樹脂硬化例）

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アイテスでは『ナイロン6.10の構造解析』を行っています。

ナイロンはしなやかさを備え、絹に近い感触を持ち、その一方で、
「鋼鉄より強く、クモの糸より細い」という天然繊維にない高い強度や
耐久性を持ちます。

その特長を当社のFT-IR、熱分解GC-MSを使用して分子レベルで
解き明かしていきます。

【ナイロン6.10 界面重合反応機構】
1.塩素の電子吸引により隣接炭素の電子が不足
2.アミンの非共有電子が炭素を求核攻撃する
3.酸素原子が活性化して不安定な中間体を形成
4.塩化水素が脱離して、アミド結合を形成
5.界面重合が進み、ポリマー化

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ポリエチレン樹脂は、汎用性プラスチックで身近に存在し多くの用途で
使用されています。

柔らかいタイプや硬いタイプなど用途に応じて反応プロセス（合成/重合）が
違います。

合成/重合の違いで低密度ポリエチレン（LDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）に
分かれますが、当社では、FT-IRにてその微妙なスペクトルの差を解析しました。

詳しくは下記PDFダウンロードよりご覧下さい。

【概要】
■ポリエチレンの重合プロセス
■IR測定結果
■スペクトル重ね合わせ、およびスペクトル解析
■試験評価分析サービス

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共重合樹脂には多くの種類がありますが、中でもABSはその特異な
分子構造により多くの製品に使用されています。

エンジニアリングプラスチックとして、電子製品、自動車、電化製品、
IT関連製品など幅広い分野で活用されているABS樹脂を、FT-IR分析を使い
特長的なIRスペクトルを考察しました。

【形状】
■Head to tail
■Head to head
■tail to tail

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ポリマーには安定性や加工性を向上させる為に様々な添加剤が使用されていますが、
環境負荷や長期保管により添加剤成分がポリマー表面に析出したり、
添加剤そのものが化学変化を起こし変色や劣化の原因となる事があります。

当資料では、添加剤のブリードアウト、UV照射による添加剤成分の化学変化を
熱脱着GC-MSにより分析した例を紹介します。

添加剤成分はポリマー主成分に対して少量しか含まれませんが、熱脱着GC-MS分析
により感度良く分析する事が可能。

信頼性試験や熱分析、主成分分析などと組み合わせた製品の劣化予測など、不具合症状や
目的に合わせた手法を提案させて頂きますのでお気軽にお問い合わせください。

【掲載内容】
■ニトリルゴムからブリードアウトした添加剤成分分析
■UV照射したナイロン66の添加剤成分分析

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GC-MS分析は有機成分分析や有機構造解析によく用いられる手法です。

付帯装置により溶剤などの低分子からプラスチックなどの高分子まで
幅広い分析対応が可能。

当資料ではアイテスで保有している試料導入装置と、それぞれの装置が
得意とする分析試料や分析内容についてご紹介します。

ぜひご一読ください。

【掲載内容】
■概要
■条件
■試料
■得られるデータ
■分析例

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溶剤、添加剤、医薬品、プラスチックなどの有機材料は、金属、無機素材
とともに欠かせない材料です。

軽元素の組み合わせで多種多様な種類を有し、またその特異性は構造や
分子間力、電子の挙動から発現しますが、特性の根本的な把握に
化学機器分析および評価は必要と思われます。

当資料では、有機素材の分析評価サービス事例をご紹介します。

【掲載内容】
■FT-IR分析
■GC-MS分析
■GPC（SEC）による分子量分布評価

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プラスチックなど樹脂の分子量は一つではなく、複数の分子量で
構成されています。

この分子量および分布を把握することで樹脂の特性や劣化などメカニズム理論の
理解に繋がります。

当資料では、常温で溶剤に溶解しにくいポリオレフィン系の測定に相応しい
高温GPC装置にて、ポリプロピレン樹脂（PP）で紫外線（UV）照射有無の
試料を測定しデータ解析を行った事例をご紹介いたします。

ぜひ、ご一読ください。

【掲載内容】
■高温SECの装置構成と原理
■分析事例　UV照射を行ったPPの分子量測定
■活用例
■高温SECの仕様と留意点

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『ラミネートフィルム』は透明性の高い材料を用いることで、印刷物の
視認性を保持しつつ、その表示面を保護する目的で様々な業界で使用されます。

加工の際は、熱圧着を行うので、分子の状態は加工前に比べて
変化していることが想定されます。

今回は、ラミネートフィルムに対して、熱を加えた条件と加えていない条件を
比較して、製品に残留する応力を複屈折から明らかにすることを試みました。

当資料では、例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)とエチレン酢酸ビニル
(EVA)で構成されたラミネートフィルムを用いた測定結果を紹介しています。

【掲載内容】
■DSCによるガラス転移点測定
■WPAによる複屈折測定
■PETとEVAを複合させることによる効果

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急激な温湿度変化で生じる結露は、製品の腐食やイオンマイグレーションに
よるリーク、誤動作を引き起こす原因となります。

『結露サイクル試験』は温度変化と加湿を行い、結露を強制的に繰り返し
発生させ結露に対する評価を実施。

また結露試験前後における経時変化の観察対応もできますのでご用命の際は
お気軽にお問い合わせください。

【試験槽仕様】
■型式：TSA-203D(ESPEC)
■内寸：W650×H460×D670
■温度範囲
・高温さらし：-10℃～+100℃
・低温さらし：-40℃～+10℃
■湿度範囲：40～95％RH(高温さらし)
■試験中の通電も可能

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環境に配慮、そして無駄のない開発製造という姿勢が、技術分野に
求められ、世界全体で地球規模の視点で技術貢献する必要があります。

本資料では、廃棄され浮遊するマイクロプラスチックの物質特定と
ともに、リサイクル原料の劣化程度を⽐較分析した事例をご紹介し、
使⽤可否判断をアシストします。

ぜひ、ご一読ください。

【掲載内容】
■マイクロプラスチック物質の特定分析事例
■未使用ポリプロピレン原料と再生品(ペレット)の分子量分布の比較事例
■顕微IR分析によるポリエチレンテレフタレート(PET)原料の比較分析事例

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赤外分光法とラマン分光法の比較について、各分光法と得られる
スペクトルの特長を紹介します。

赤外分光法とラマン分光法はどちらも分子の振動エネルギーを調べる
振動分光法ですが、各分光法で得られるスペクトルの形状は同⼀物質を
測定しても互いに異なります。

⾚外分光法とラマン分光法は相補的であり、どちらか単独の分析では得られない
情報も、2つの分析を⾏うことによってより詳細で正確に得ることができます。

なお、詳細は掲載カタログにてご紹介しておりますので、是非ご一読ください。

【⾚外分光法 特長】
■振動に伴い双極子モーメントが変化する時に赤外吸収が起きる(赤外活性)
■電子の偏りが生じる(分子の対称性が崩れる)振動は赤外活性が高い

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当社で取り扱う『化学分析　おまかせサービス』をご紹介いたします。

製品上の異物やシミなどの成分分析を⾏う際、有機分析が適しているのか、
無機分析が適しているのか、また、有機・無機分析の中でもどの分析が好適
なのか、分析手法の選定についてお困りのお客様へ、一括サービスを提供。

分析装置はそれぞれ測定できる対象が異なるため、情報をもとに、
目的に合った手法を選ぶ必要があります。

【特長】
■結果が得られたデータのみ報告
■結果報告は最大2手法まで
■3手法以上の結果報告をご希望の場合は、別途費用が発生

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