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第16回目

第16回「可塑剤(かそざい)」について

◆今回のテーマは「可塑剤(かそざい)」です。

可塑剤(かそざい)

 

<可塑剤の言葉の説明です>
可塑剤は英語ではplastieizerといいます。プラスチックにするものと言う意味です。
可塑性とは弾性(エラスチック)に対する言葉で、可塑性は力を加えて変形させた時に元にもどらないで、変形したそのままの状態を保つ事を言います。
正確に言えば「可塑剤」よりは、「可塑化剤」と言うほうが分かりやすいでしょう。

<では、可塑剤とはどんな物でしょうか>
可塑剤と言う言葉は聞いたことはあるが、中身がよく分からないと思っておられる方が大部分だと思います。
また、実際に可塑剤その物を見た人はもっと少ないでしょう。可塑剤と言う名前なので「剤」と付いているので、錠剤みたいな固体だと思っている人も多いでしょう。
また、どんな物質に入っていてどんな働きをするものなのでしょうか。
化学物質なので、有害性は無いのか、地球温暖化に影響しないか、人体に蓄積はしないかなどと心配される方もおられると思います。
それでは、順次可塑剤について簡単に説明させていただきます。

<まずは簡単な定義から>
高分子や合成樹脂の軟化時の流動性、硬化時の柔軟性、たわみ性を増し、
成型を容易にするために加える薬品。ポリ塩化ビニル用のDBP(フタル酸ジブチル)、DOP(フタル酸ジオクチル)、TCP(リン酸トリクレシル)などがある。
と書いてあります。(マイペデアより)少し分かりにくいですね。それではもう少しやさしく説明させてもらいます。

<もう少しやさしい説明です>
塩化ビニル(塩ビ)には硬質(硬い物、水道管などに使用)と軟質(ビニールと言われデスクマット、レザー等)があります。
この違いは塩化ビニル(塩ビ)の中に含まれている可塑剤の量によります。
軟質塩ビには可塑剤が50%ほど入っています。硬質塩ビにはほとんど入っていません。
可塑剤を塩ビに混ぜると、可塑剤(液体)が塩ビの樹脂(線状高分子)の間に入っていって、線状高分子同士がすべりやすくなり、樹脂が柔らかくなります。
少したとえが違いますが、豚曼(ぶたまん)を蒸すと水蒸気で軟らかくなります。
そして、乾いてしまうと硬くなるようなものです。この豚曼の水蒸気にあたるものが可塑剤です。

<それでは可塑剤にはどのような種類があるのでしょうか>
最も代表的な可塑剤としては、塩化ビニルに用いられるDOP(デーオーピー:フタル酸ジオクチルDioctyl phthalateの頭文字を取ってDOPと言われる:ジオクチルフタレート)があります。
これは、無色透明の粘度の高い液体です。沸点が231度です。ほとんど臭いはありません。外観は、シロップみたいな物です。

代表的な可塑剤の種類を下記に書きます(フタル酸系:フタレート系)
1,DOP (デーオーピー:フタル酸ジオクチル;ジオクチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:オクチル;8個
2,DBP (デービーピー:フタル酸ジブチル;ジブチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:ブチル;4個
3,DHP DHP(デーエッチピー:ジヘプチルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:ヘプチル;7個
4,DIDP DIDP(デーアイデーピー:ジイソデシルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:イソデシル;10個
5,DTDP (デーテーデーピー:ジトリデシルフタレート)
          ベンゼン核に付いているCH2の数:トリデシル;13個

1,DOPと2,DBPの構造式を下記に示します。両者が非常によくにているのが分かります。

<少し名前の説明をします>
フタル酸に付いているCH2数が増えるほど分子量が増えるので、沸点が高くなります。 (蒸発しにくい。)
また、ジと付いているのは、2列のCH2が付いていることを表しています。
それと、最後にレートが付いていますが、これはこの物質がエステル(酸とアルコールが結合した物)を表しています。(COO結合があるもの)

これ以外にリン酸系、脂肪酸系、エポキシ系等があります。

<それではどんな樹脂に使用するのでしょうか>
基本的には、可塑剤の使用樹脂は塩ビだけです。なぜ塩ビだけなのかは樹脂と可塑剤との混ざり性と可塑効果とコストとの関係でそのようになっています。

可塑剤(液体)と樹脂(固体)を混ぜるので、うまく混ざらないと可塑剤が樹脂の外にしみ出してきて、可塑剤の効果が無くなり、表面がべたつきます。
塩ビでも高温のところに長時間置かれると、中の可塑剤がしみだすことがあり、問題を起こすことがあります。
このように、品質や可塑効果やコストとの関係で、塩ビ以外の樹脂には可塑剤は基本的には使いません。

<VOC(揮発性有機化合物)との関係はどのようになっているのでしょうか>
最近問題になっています、シックハウス症候群(VOC)とこの可塑剤とはどんな関係があるのでしょうか。

代表的な可塑剤であるDOP(「別名」フタル酸ジ-2-エチルヘキシル:ジオクチルフタレート)とDBP(「別名」フタル酸ジ-n-ブチル:ジブチルフタレート)は厚生労働省の室内化学物質濃度指針の中の個別濃度が決められている14物質の中に入っています。(物質が同じなのに、名前がいろいろあります。
これが、化学を難しくさせている原因の1つだと思います。)

DOP,DBPともに沸点(沸騰する温度)が非常に高い(DOP:231度DBP:227度)ので蒸発はしにくいのですが、蒸気ではなく非常に細かい液滴として空気中に浮遊することがあります。そのため呼吸で吸い込む恐れがあり、室内濃度指針が決められています。
これらを大量に吸い込んだ場合は、目、ヒフ、気道への刺激があると言われています。

室内の壁紙やテーブルのビニールクロス、クッションフロアに軟質塩ビが使われていますので室内に可塑剤の液滴が浮遊している場合があります。

<可塑剤の使用量はどれぐらいでしょうか>
少し古いデーターですが(1990年)、可塑剤の生産量と生産金額は次のようになっています。

生産量54万トン
生産金額102億円

です。かなりの量が生産されています。
また、そのうち使用量が多いのはDOP,DBP,DOAです。

 

以上、簡単に可塑剤につきまして説明させてもらいました。あまり日常的にはお目にかからない物ですが、少しはイメージできましたでしょうか。

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