概要
SEC(GPC)法を用いることにより、高分子の劣化状態を評価することができます。ここでは、耐候性試験を行った低密度ポリエチレン(LDPE)について、高温SEC(GPC)による分子量測定を行いました。
内容のご紹介
ポリエチレン(PE)は光の照射を受けると、空気中の酸素が関与して自動酸化劣化を生じ、やがて分子鎖切断して分子量が低下することが知られています。今回は、サンシャインウエザーメーターを用いて一定時間光を照射したLDPE板について分子量測定を行いました。
1．試料 ： 市販の低密度ポリエチレン(LDPE)板 (Mw=11万)
2．耐候性試験条件
装置 ：サンシャインウェザーメーター（スガ試験機製）
ブラックパネル温度 ：63±3℃
降雨サイクル ：無し
照射時間 ：0時間(未処理)，200時間，400時間，600時間
3．分析条件
装 置 ： HLC-8121GPC/HT (東ソー製)
カ ラ ム ： TSKgel GMHHR –H(20)HT (7.8mmφ×30cm) 3本 (東ソー製)
溶 離 液 ： 1,2,4-トリクロロベンゼン＋0.05%-BHT
カラム温度 ： 140℃
流 速 ： 1mL/min
試 料 濃 度 ： 1mg/mL
注 入 量 ： 300μL
3．結果
各LDPEの光照射面をサンプリングして分子量測定を行った結果を図１に示します。また、光照射時間と重量平均分子量(Mw)との関係を図２に示します。光照射時間が長くなるにつれて、分子量が大きく低下することがわかります。
これらの試料について、FT-IRを用いてカルボニル量の測定を行いました。得られた相対カルボニル強度（[カルボニル基の吸光度]／[メチレン基の吸光度]）と重量平均分子量Mwとの関係を図３に示します。カルボニル基の生成量と重量平均分子量Mwは良い相関が見られました。この結果から、光の照射によって酸化劣化を生じ、分子量が低下したと考えられます。
このように、高分子の劣化を評価する手法として、SEC(GPC)法による分子量測定は有効な手段と考えられます。
図1 耐候性試験を行ったLDPEの分子量分布曲線
図2 光照射時間と重量平均分子量の関係
図３ 相対カルボニル強度と重量平均分子量との関係
