プラスチックの沸点について

質問

高分子材料であるプラスチックは熱分解してしまい蒸発はしないと思っておりましたが、ある文献に分子量が小さい時に沸点が存在する事が書かれておりました。

プラスチックを蒸発させてみたいのですが、材料によって蒸発するものとしないものがあるのでしょうか？
ちなみに文献ではＰＰについての記載でした。

どういったプラスチックなら蒸発するのか、逆に蒸発はしないプラスチックは何か、などの情報が頂ければ幸いです。

また、手元にある材料でアクリルがあるのですが、これは蒸発しますでしょうか？

真空層の中で蒸発させます。１０-3Pa程度で考えております。

ごめんなさい、文献について、ＰＰではなくＰＥでした。

分子量が844だと、沸点が存在し、それ以上になると分解という事になるそうです。

ＰＥなんかだと、温度を上げることで熱分解が始まり、
分解するから重合度が減り、沸点が現われるというような説明を
研究所の方に聞いた事があります。
結晶性、非晶性に関わらず、温度を上げたら沸点が現われるのでしょうか？

実際にＰＭＭＡ（アクリル）を蒸発させて飛ばしてみました。
しかし、それが実際に膜として出ない・・・というか膜にする事が
出来ませんでした。
もっと他に方法はあるのかもしれませんが、今のところ可能性が低いと
思われます。
皆さんが仰るように、ＰＭＭＡを飛ばしてもそのままの物性は無いと
言えるだろう事だけわかりました。
ありがとうございました。

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

アクリル系のプラスチックに熱をかけると、
解重合を起こしてモノマーに分解してしまいます。

ですので、熱をかけて温度を上げると、
『モノマーが蒸発する』という現象は起こるかもしれません。
もちろんモノマーですから、ポリマーとは全く物性が異なります。

一方、PEやPPの類は、熱をかけると主鎖がランダムに切れて、
分子量が低下する、という現象が起こります。
ですので、その分子量によっては、質問者さんが仰るように、
重合体が蒸発する、という現象もあるかもしれません。
（正直、そういう現象がある事は知りませんでした）

ただし、回答（4）さんが仰る通り、
それは分解して精製した低分子量重合体が蒸発しているだけですので、
元のプラスチックとは物性が異なるます。

以上のことから、プラスチックを蒸発させて製膜させる、
というのは『元の素材と物性が異なっても問題ない』
という条件をクリアできないと難しいと思います。

個人的には、そういうテストが出来る環境があるのであれば、
まず一回やってみる、ということをお勧めします。
そしてその結果をここにフィードバック頂ければ、なお良しです。

お礼

大変参考になりました。ありがとうございます。
物性が異なることは、ある意味承知の上なのですが、
どうなるか・・・までは分からないのでやっぱりトライしてみたいですね。

ただ、やはり全く理解が無い上でやる訳にもいかず・・・という事で
質問させて頂いた次第です。
何とか樹脂を選定して、とにかくトライしてみます。

回答No.4

noname#230359

回答者諸兄の回答の後に、2012-11-11に追記されたコメントを受けて

その研究者さんの言われている通りです。
加熱により、”分子鎖が切れるエネルギー＜元の分子量のまま沸騰するエネルギー”のため、「もとの分子量のままで沸騰」することは無いでしょう。
この熱分解はランダムに発生するため、どれくらいの大きさの分子がどれくらい出来るかはコントロールができません。（温度や加熱速度・時間、周囲環境による）
上手く沸点らきしものが見られたとしても、それは既に「もとの分子量の沸点」ではありません。（熱分解してできたモノの沸点）

結晶性、非晶性は関係ありません。
エネルギーを加えることで、分子の振動が活発になり溶融し結晶構造が壊れます。その後に熱分解です。

「膜」の強度がどれくらい必要かにもよりますが、分子量1000以下とか二量体・三量体などのオリゴマーで試すと、熱分解のコントロールしやすかもしれません。低分子量であれば透明性もあるかと。

とも思いましたが、回答3殿のリンクを見ると、常温で固体でなかったり、なかなか難しいようですね。

補足

ご返答ありがとうございます！
「もとの分子量の沸点」では無い事はわかりました。

やはり結論としてよく分からないのですが、
非晶性のプラスチックでも加熱により分子鎖が切れ、蒸発するのでしょうか？
蒸発した粒子を付着させて膜を作りたいので透明なプラスチックがいいのですが、とりあえずアクリルを試してみようかと考えているところです。
結晶性でも、ＰＥＴボトルのように結晶化度をうまくやって透明にできれば
それでもいいのですが、まず蒸発可能なプラスチックとはなんだろう？というところで止まってしまっている次第です。。。

回答No.3

noname#230359

ポリエチレンの重合度と沸点の関係を示しているURLを見つけました。

重合度が10程度であれば、沸点が存在するようですね。

とはいうものの、樹脂材料として実用的な機械的な強度の重合度の領域では
熱分解が先行して沸点は観察できないみたいです。

参考URL：

http://homepage3.nifty.com/rikei-index01/koubunsi/koubunsibussei.html

お礼

参考資料として載せていただいた資料のような物を研究者の方に以前
見せていただいた事があります。
重合度によって沸点が存在するんですよね。
それがポリエチレンだけの話なのか、結晶性樹脂だけの話なのか、
非晶性樹脂にも通じる話なのか、その辺りがよくわからないのですが
もし何か知見がございましたら、また情報を頂ければ幸いです。
ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

正面から技術的に論じる能は無いので側面から

質問主旨に添う樹脂があれば利用価値大な分野があります。
それは粉末焼結金属またはセラミックス成型の工程。
粉末を金型に込め、高圧でプレスして所望の形を得る際、粉末だけではバラケてしまうためバインダーと称するツナギ材を混合。
その代表的なものはＰＶＡ。

　　磁石焼結に関する特許　ポリ酢酸ビニルバインダーetc
　　http://www.patentjp.com/08/V/V100063/DA10005.html

　　日本ガイシ セラミックアカデミー 「寒天」バインダー
　　http://www.ngk.co.jp/academy/course02/05.html

　　焼結用アクリルバインダー
　　http://www.kyoeisha.co.jp/kinzoku/syouketsu.html
その他ワックス、ロウなど

要求される性状は
　・なるべく少量で粉を適度に固めてバラケさせない
　・焼結／焼成の前に容易に取り去ることができる
　・カーボンや灰分を残さない

温度を上げたら蒸発してくれる樹脂はピッタリです。
しかし関係技術者は探し続けていても現状は以上の如し。

お礼

少なくとも簡単な話では無い事は確かですね。
違った視点からのご回答ありがとうございました！

回答No.1

noname#230359

ポリスチレン、アクリル樹脂などは、非結晶性プラスチックですので、融点は
存在しません。以下参照ください。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1155988136
http://www.ecosci.jp/poly/poly_tmtg.html
http://www.plastic.co.jp/knowhow/know_how.pdf#search='%E6%A8%B9%E8%84%82+%E6%B2%B8%E7%82%B9'

PMMAはガラス転移点Tgから軟化が始まり、分解温度を超えると分解が始まり
ます。蒸気圧との平衡で沸騰するのとは異なります。
明確な温度データは記載されていませんが、以下参照ください。

http://www.st.rim.or.jp/~shw/MSDS/13680356.pdf

分子量が1000を超えると沸点をもたないと言われております。

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1378627953

補足

ご返答ありがとうございます。早速参照させていただきました。

たしかにＰＭＭＡは非晶性プラスチックでＴｇだけで融点は存在しないと思いますが、つまりそれは沸点も存在しないということでしょうか？

また、結晶性ならば分解していった後に沸点が現れると考えられるのでしょうか？
蒸発させたければ結晶性に限るのか、という点について確認したいです。

参考資料をありがとうございます。
これは、分解はするが沸騰はしない（沸点が無い）という事でしょうか？
どうにかして蒸発させることは可能なのでしょうか？
理解力に乏しく質問ばかりで恐縮です。。。