樹脂プラスチックの溶液・融液特性の試験および評価は、材料の加工性、物性、および用途に応じた性能を把握するために非常に重要です。これらの特性は、溶液状態（溶剤中に溶解した状態）と融液状態（加熱されて溶融した状態）で異なるため、特性に応じたさまざまな試験方法と測定機械が用いられます。
以下に、樹脂プラスチックの溶液・融液特性の主な試験・評価方法と使用される機械についてまとめます。
1. 溶液特性の試験・評価方法
1.1 粘度測定
- 概要: 樹脂溶液の粘度を測定し、溶解度や分子量、濃度の影響を評価します。
- 方法:
- キャピラリービスコメーター: 溶液を細い管（キャピラリー）に通して、流れる時間から粘度を測定。
- 回転粘度計: スピンドルを溶液中で回転させ、その回転抵抗から粘度を測定。
- 機械:
- キャピラリービスコメーター
- 回転粘度計（ロータリービスコメーター）
- 用途: 高分子溶液の粘度、濃度依存性、溶解度パラメータの評価。
1.2 ゲル浸透クロマトグラフィー (GPC)
- 概要: 高分子溶液の分子量分布を評価するための方法。
- 方法: 溶液状態のポリマーをカラムに通過させ、分子量の違いにより分離し、検出器で分子量分布を解析します。
- 機械: ゲル浸透クロマトグラフ (GPC)
- 用途: 高分子の分子量、分子量分布、溶液中の分子サイズの評価。
1.3 溶解度パラメータの評価
- 概要: 樹脂の特定の溶媒に対する溶解度を評価し、溶解度パラメータを算出します。
- 方法: 樹脂をさまざまな溶媒に溶解し、溶解の度合い（完全溶解、膨潤、溶解しない）を観察します。
- 機械: 溶解試験用器具、温度制御機器
- 用途: ポリマーの溶媒選択、コーティング剤やインクの溶媒設計。
2. 融液特性の試験・評価方法
2.1 キャピラリーレオメーター
- 概要: ポリマー融液の流動特性を評価するために使用される方法。
- 方法: 加熱されたキャピラリー内に樹脂を押し出し、押出速度と圧力から粘度を測定します。
- 機械: キャピラリーレオメーター
- 用途: 押出成形や射出成形のプロセス条件の最適化、ポリマー融液の粘度とせん断速度の関係の評価。
2.2 回転レオメーター
- 概要: ポリマー融液の粘弾性特性を評価します。
- 方法: プレートやコーンをポリマー融液中で回転させ、その回転トルクからせん断応力、せん断速度、粘度を測定します。
- 機械: 回転レオメーター
- 用途: 高分子の粘弾性、せん断応答、溶融状態での流動特性の評価。
2.3 示差走査熱量測定 (DSC)
- 概要: ポリマーの融解特性（融点、結晶化挙動）を評価します。
- 方法: 樹脂を加熱しながら、試料と参照物の間の熱流量の違いを測定して、融解温度や結晶化温度を解析します。
- 機械: 示差走査熱量計 (DSC)
- 用途: ポリマーの融点、結晶化温度、融解エンタルピーの評価。
2.4 熱重量分析 (TGA)
- 概要: ポリマーの熱分解特性、熱安定性を評価します。
- 方法: 試料を一定速度で加熱し、温度に対する重量変化を測定します。
- 機械: 熱重量分析装置 (TGA)
- 用途: 熱安定性、分解温度、揮発成分の含有量の評価。
2.5 平行板レオメーター
- 概要: 高分子融液の動的粘弾性特性を評価します。
- 方法: 平行なプレートの間に樹脂を挟み、周期的なせん断を加えて応答を測定します。
- 機械: 平行板レオメーター
- 用途: 融液状態での貯蔵弾性率、損失弾性率、粘弾性特性の評価。
3. 溶融指数測定 (MFR: Melt Flow Rate)
- 概要: ポリマーの流動性を簡便に評価するための方法。
- 方法: 一定温度・一定負荷の下で、ポリマー融液がキャピラリーから流出する速度（重量）を測定します。
- 機械: 溶融指数測定器 (Melt Flow Indexer)
- 用途: ポリマーの加工性、融点の評価、押出成形や射出成形の適性評価。
まとめ
樹脂プラスチックの溶液および融液特性を評価するためには、粘度測定、レオロジー解析、熱分析などの多様な試験方法と機械が使用されます。これらの評価を通じて、材料の加工性、性能、使用条件に関する情報を得ることができます。たとえば、キャピラリーレオメーターや回転レオメーターは、融液の流動特性を評価するのに適しており、GPCや粘度計は溶液特性の評価に使用されます。これらのデータを活用して、最適な加工条件や用途に合わせた材料選定を行うことができます。
