化学

固まる性質を持つプラスチック「熱硬化性樹脂」を理系ライターがわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。身の回りに当たり前のように見かける「プラスチック」。実は2種類あるって知ってたか?

プラスチックを加熱したらどうなるか?柔らかくなりそうな気がするが、そうでもないみたいだ。固まったらそれっきり。温めてても溶けだしたり、柔らかくなったりすることがない、そんなプラスチックがあるのだ。それが「熱硬化性樹脂」。名の通り熱を与えたら「硬化」する樹脂。

仕事で熱硬化性樹脂を使ってた経験のあるライターR175と解説してくぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/R175

理系大学卒で、前職では樹脂を使って電池部品の成形を行うなど、仕事で理科で習う現象に触れ合うことが多かった。その経験を活かし、理科で習う内容を身近な現象と結び付け分かりやすく解説する。

1.樹脂ってなに?

image by iStockphoto

樹脂とは、元々は木の幹から出てるドロっとした蜜のような物体(天然樹脂)を指していました。

今ではもっぱらプラスチックを指すことが多いです。

樹脂の定義
水に溶けない、揮発しない(気体になって飛んでいかない)有機物。

ちょっと難しいですが、木の蜜(天然樹脂)もしくはプラスチック(合成樹脂)をイメージしておけば問題ないでしょう。

木の蜜とプラスチックは全然似てませんが、「水に溶けない揮発しない有機物」という定義に当てはまっているため、どちらも樹脂。

樹脂の分類は「天然」、「合成」という分け方だけじゃないです。

加熱した時に柔らかくなるか硬くなるかという分類もあります。

1-1.熱可塑性樹脂

1-1.熱可塑性樹脂

image by Study-Z編集部

柔らかくなる方の樹脂は「熱可塑性樹脂」と呼ばれます。熱可塑性樹脂は例えばコップやら櫛、容器など日常生活色々な場面で登場。これらは加熱して柔らかく溶けた状態で型に流し込んで好きな形にしてから、冷やしてその形をキープして固めるもの。イラストのようなイメージですね。

熱可塑性樹脂は熱い物に触れると、ぐにゃぐにゃになって変形してしまいます。

プラスチックの容器をうっかりIHコンロの上に置きっぱなしにすると変形したり溶けたりしたことありませんか。熱可塑性樹脂が加熱されて柔らかくなっている現象。

上記、筆者はやらかしたことあります。IHの上にタッパが溶けてドロっと糸を引いてました。合成樹脂は長い長い高分子で出来ているのだなと実感。しつつも慌てて溶けた樹脂を拭き取ろうとしたら、今度は樹脂が溶けて固まってしまい取れませんでした。散々ですね。

(因みに、プラスチックのガスは有害なためあまりやらない方がいいですね、気をつけましょう。)

1-2.熱硬化性樹脂

さてもう一方、硬くなっちゃう方の樹脂が今回解説していく「熱硬化性樹脂」。熱硬化性樹脂は冷やしてからもう一度温めてもドロッと柔らかくなることはありません。標本や模型などを透明なプラスチックの中に埋めて固めているのを見かけますよね。模型を埋めている透明なプラスチックこそが「熱硬化性樹脂」。

なぜ加熱したにも関わらず固まってしまうのでしょうか?普通逆ですよね?

鉄やガラスなんかも加熱したらドロっと、柔らかくなります。それは分子の運動が激しくなると、全体的に「ざわざわ動き」、じっと固まっている時より柔らかくなるため。

しかし、熱可塑性樹脂はその逆。分子がざわざわ動いた結果、カチカチに固まるのです。

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