PA6/EVOH/変成 ETFE リアクティブブレンドのレオロジー挙動
Rheological behavior of PA6/EVOH/modified ETFE reactive blends（山形大）〇 阿部直貴，（正）Sathish K. Sukumaran,（正）杉本昌隆（AGC(株)）（正）西栄一
As ethylene vinyl alcohol (EVOH) offers greater hydrogen barrier than the currently used Polyamide 6(PA6), it is a promising candidate for use in the gas barrier layer of high-pressure hydrogen storage tanks.
As H2 is refueled at -40℃, the tank must possess adequate mechanical strength and toughness at thesetemperatures. As ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) possesses good low-temperature mechanicalproperties and can be modified to act as a reactive compatibilizer, we have investigated the effect of adding
modified ETFE on the rheology, mechanical properties and morphology of PA6/EVOH blends.
Keywords: Ethylene tetrafluoroethylene, Polymer alloy, Rheology
1. 緒言

成 ETFE（m-ETFE）3 成分ポリマーアロイについ近年の温室化ガス削減対策、カーボンニューて検討を行っている。今回は成形性とモルフォ

トラル政策により、クリーンエネルギーであるロジーに与える影響をレオロジーの観点から報水素を自動車、船舶、鉄道、飛行機等あらゆる告する。

モビリティーの燃料とすることが期待されている。現在、燃料電池自動車（FCV）の高圧水素貯2. 実験方法

蔵・輸送部材にはポリアミド 6（PA6）系コンパ2.1 試料作製

ウンド材料が用いられているが、その普及の為

サ ン プ ル と し て 宇 部 興 産 （ 株 ） 製 の PA6にはより高いバリア性と低温機械特性を両立し、（MFR=10.5g/10min）、三菱ケミカル（株）製の成形加工性に優れるポリマーアロイが求められ

EVOH （ MFR=7.4g/10min ）（ エ チ レ ン 含 有 量ている。低温タフネスが求められるのは、水素32mol%）、AGC（株）の ETFE（MFR=25g/10min）、ガスはジュールトムソン効果の逆転温度が低く、酸無水物変成 m-ETFE（MFR=4.1g/10min）を用充填時の温度上昇抑制の為に予め低温下にさらいた。混練は二軸押出機で 260℃、200rpm で行されるためである。ガスバリア性を改善する材った。その後、熱プレスを用い、240℃、1.5min

料としてエチレンビニルアルコール共重合体

溶融後、15MPa で 1min プレスを行い、25℃、（EVOH）が挙げられるが、脆性的であり、一定15MPa で 1min 冷却プレスを行った。

ひずみ下で繰り返し疲労試験後にガスバリア性

2.2 ポリマー間の化学反応解析が著しく低下する。また、低温タフネス性を改熱プレスにより厚さ 40µm のフィルムを作製、良する材料としてエチレンテトラフルオロエチ

FT-IR を用いて積算回数 512 回で分析を行った。

レン交互共重合体（ETFE）が挙げられる。タン

2.3 一軸伸長粘度測定

クのプラスチックライナーを押出成形で一体成回転型レオメーターと伸長粘度フィクスチャー

形ができれば製造の効率化、低コスト化にもつ(EVF)を用いて測定した。温度は 240℃で測定をながる。そこで我々は、PA6/EVOH/酸無水物変行った。

*Naoki Abe, Sathish K. Sukumaran,
Masataka Sugimoto, Eichi Nishi
Graduate School of Organic Materials Science,
Yamagata University*4-3-16 Jonan, Yonezawa, Yamagata, 992-8510, Japan
Tel: 0238-26-3058, Fax: 0238-26-3411
Email: sugimoto@yz.yamagata-u.ac.jp

2.4 モルフォロジー観察
プレスサンプルを液体窒素中で凍結破断した
破断面を FE-SEM 観察し、粒子の特定の為の元素分析を行った。

3. 実験結果および考察
3.1 ポリマー間の化学反応の解析

3.3 モルフォロジー観察
図 3 に各ブレンドサンプルの SEM 観察を行っ

図 1 にブレンドサンプルの FT-IR 測定の結果をた結果を示す。
PA6/EVOH の 2 成分系では EVOH示す。m-ETFE 添加系では 1790cm-1 に酸無水物のドメインは確認されず、この比率では

C=O 伸縮ピーク、1710cm-1 に酸無水物と PA6 のPA6/EVOH が相溶性であることが示唆される。

アミン NH2 が反応したイミド C=O 伸縮、酸無水

ETFE 添加系ではドメイ ンが 確認されたが、物と EVOH の水酸基 OH が反応したエステル

m-ETFE 添加系では倍率を上げても明確なドメC=O 伸縮の合一ピークが確認された。このことインは確認されなかった。また、フッ素原子でから PA6/EVOH/m-ETFE では m-ETFE の無水物マッピングした元素分析の結果から、今回観察に PA6 もしくは EVOH がグラフト反応しているされたドメインは ETFE であり、m-ETFE 添加系ことが確認された。

では ETFE がより微細化していることが確認された。これはグラフトコポリマー生成が界面張力を低下させたためと考えられる。
（a）PA6/EVOH/ETFE

Fig. 1 FT-IR spectrum of PA6/EVOH,
PA6/EVOH/ETFE and PA6/EVOH/m-ETFE（b）PA6/EVOH/m-ETFE
3.2 一軸伸長粘度測定
図 2 に各ブレンドサンプルの一軸伸長粘度測定の結果を示した。ETFE 添加では伸長粘度の立ち上がりは見られないが、m-ETFE 添加系では伸長粘度の立ち上がるひずみ硬化性が確認された。
これはグラフトコポリマー生成によりマトリックスとドメインが接着され、伸長時にドメイン

Fig. 3 (Left)SEM photomicrographs andを引き伸ばす応力に起因すると考えられる。

(Right) EDS mapping of (a)PA6/EVOH/ETFE,(b)PA6/EVOH/m-ETFE
4. 結言
PA6/EVOH/m-ETFE ブレンドは溶融混練によってグラフトコポリマーを生成し、伸長粘度におけるひずみ硬化性が発現することが確認された。このことから押出成形性の向上が期待される。

Fig. 2 Elongational viscosity of PA6/EVOH/m-ETFE,
PA6/EVOH/ETFE and PA6/EVOH（from upper side）