スミカエクセル 5003P：エポキシ複合材の破壊靭性向上と微細クラック抑制

ポリエーテルサルフォン（PES）微粉末添加剤「スミカエクセル 5003P」は、広い温度範囲で繊維強化エポキシ複合材の破壊靭性と微細クラック耐性を向上させるとされ、寸法安定性、難燃/煙/毒性（FST）、クリープ耐性、弾性率、衝撃強度、降伏強度に悪影響を与えません。この機能性添加剤は、プリプレグと樹脂移動成形炭素繊維強化エポキシで航空宇宙業界で広く使用され、エポキシ複合材の自動車用途でも採用が進み、高性能スポーツ用品への用途も期待されています。住友化学株式会社（日本・東京）が製造し、北米では住友化学アドバンストテクノロジーズ LLC（米国アリゾナ州フェニックス）が販売しており、10月16〜18日ダラスで開催の複合材・先端材料エキスポ（CAMX）に出展予定です。

PESは琥珀色透明の非晶質エンジニアリング熱可塑性樹脂で、高温性能、高強度、耐衝撃性、高温高荷重下での優れたクリープ耐性、優れた寸法安定性、広い温度範囲での低線膨張係数（CLTE）、固有の難燃性、低煙、最小アウトガス、優れた広範な耐薬品性、耐熱水性（180℃まで）で知られています。射出成形、押出、フィルムプロセス用ペレット形と、キャストフィルム、ろ過膜、複合材用エポキシ添加剤、高温塗料・コーティング、接着剤用粉末形で提供されます。PESグレードは航空宇宙、自動車、電気/電子、医療機器、食品取扱い産業で使用されています。

エポキシ複合材用機能性添加剤としての役割では、ヒドロキシル（-OH）末端基を持つ特定グレードが使用されます。末端基がエポキシマトリックスのグリシジル基と反応し、架橋型相互貫入ポリマーネットワーク（IPN）を形成します。典型的に2〜12wt%の低添加比率でも、IPNにより柔軟性が増し、エポキシ複合材の靭性を向上させます。スミカエクセル 5003Pのガラス転移温度（Tg）は230℃で、典型的な航空宇宙グレードエポキシ樹脂（120〜200℃）より高く、優れた剛性と強度も持つため、他の熱機械的特性を損なうことなく衝撃とクラック耐性を向上させます。特に航空宇宙用途では重要ですが、FSTや極めて厳しい公差での成形保持能力に影響を与えません。高性能炭素繊維強化エポキシ複合材で最も一般的に使用されますが、ガラス繊維や玄武岩繊維強化エポキシ複合材でも同様に効果的です。

住友化学は、専用PES重合施設（千葉と愛媛、日本）と専用微粉末粉砕施設（米国アリゾナ州フェニックス）を維持する、プラスチック業界で唯一のPESメーカーです。これにより他ポリマーとの交差汚染の可能性を排除（航空宇宙業界で重要かつ厳格に要求される要件）し、プロセッサーとOEMのサプライチェーンも簡素化します。30μmから500μmの粉末が、フェニックス施設のロータリークラシファー粉砕機で製造され、従来の粉砕ユニットより効率的で精密です。また、レーザー回折粒度分布測定装置で原料投入時と製品出荷時の粒子サイズを測定し、誘導結合プラズマ装置で粉砕前後の全ロットについて金属不純物をチェックし、仕様要求を満たすことを保証します。

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