2種類以上の非混和性または部分的に混和性のポリマーからなる複合材料は、ポリマーブレンドと呼ばれる。ブレンドの品質と機能性を向上させるためには、これらのポリマーは相溶性でなければならない。反応性官能基は非混和相間の化学的相互作用を促進し、界面接着を促進するため、ポリマーブレンドの相溶化に不可欠である。この小論では、ポリマーブレンドの相溶化において反応性官能基が果たす複雑な役割について考察する。

本書では、その挙動の根底にある基本的な考え方を探求し、さまざまな種類の反応性官能基について語り、それらが機械的特性、加工挙動、ブレンドの形態形成にどのような影響を与えるかを強調する。

相溶化の原理

界面張力を低下させ、界面接着力を高めることにより、相溶化は非混和性ポリマー混合物の相溶性を高めようとするものである。このプロセスでは、反応性官能基がメディエーターとなり、ポリマー相の共有結合形成を助ける。反応性官能基による相溶化は、次のような主原則に基づいている。

a.界面接着性：界面接着性の向上は、非混和性ポリマー相の界面に反応性官能基が局在することから生じる。これらの基が開始する化学反応の結果として共有結合が形成され、界面領域が強化され、相溶性が促進される。

b.分子の調整：反応性官能基を修飾して、関連するポリマー相に対して特定の化学反応性と親和性を持たせることが可能である。これにより、選択的な接触や結合形成を通じて、相溶化プロセスを特異的に制御することができる。

反応性官能基の種類

ポリマーブレンドの相溶化には、さまざまなタイプの反応性官能基が使用される。これらの官能基は、化学反応性や結合メカニズムが異なるため、混合物の相溶性を達成するために様々なアプローチを提供する。よく知られている例としては

a.無水マレイン酸（MAH）は、相溶化に頻繁に使用される反応性官能基である。無水マレイン酸は、エステル化またはアミド化プロセスを通じて、第一級アミンまたはヒドロキシル基を含むポリマーと共有結合を形成する。

b.エポキシ：エポキシ基は、アミンやカルボン酸を含む様々な官能基と反応して共有結合を生成することができる。エポキシに基づく反応性官能基は適応性があり、様々な相溶化技術に使用されてきた。

c.c. イソシアネート：イソシアネート基は、ヒドロキシル基やアミノ基な どの求核基と反応して、ウレタン結合やウレア結合 を生成する。この種の反応性基は、ポリウレタンをベースとするブレンド系で頻繁に利用される。

相溶化方法

ポリマーブレンドの相溶化は、反応性官能基によって以下のような多くの方法で促進される：

a.結合の形成：主なプロセスは、ポリマー相に見られる特定の官能基と反応性官能基との間の化学反応である。界面接着性を向上させ、ポリマー鎖がつながったネットワークを形成するために、界面では共有結合の形成が行われる。

b.界面修飾：反応性官能基はブレンド系の界面特性を変化させる。この変化により、相分離が低下し、界面張力が減少し、安定した相間ゾーンの形成が促進される。

c.形態の制御：反応性官能基は、非混和性ポリマー相が微細で均一な分散体を形成するよう促すことにより、ブレンドの形態を制御する。この制御された形状は、より優れた機械的性能とブレンド相溶性の向上をもたらす。

ブレンド特性への影響

ポリマーブレンドに添加される反応性官能基は、最終材料の特性に大きな影響を与える。

a.機械的特性：界面接着性を高め、界面における応力集中を低下させることで、反応性官能基による相溶化はポリマーブレンドの機械的特性を向上させる。靭性、強度、破断伸度が向上する。

b.熱安定性：ポリマーブレンドの熱安定性は、以下のよう に形成される共有結合によって向上する。 反応性官能基.界面接着が改善された結果、ポリマー鎖の運動性が低下し、熱劣化に対する耐性が高まった。

c.レオロジー挙動：ポリマーブレンドの溶融レオロジーは、相溶化の 影響を受ける。反応性官能基は、ブレンドの流動特性、溶融柔軟 性、粘度を変化させ、加工性に影響を与える。

課題と考察

反応性官能基はポリマーブレンドの相溶化に非常に有益であるが、考慮しなければならない問題がいくつかある。

a.選択性と反応性：効果的に結合を形成するには、官能基の反応性がポリマーの相に適合している必要がある。良好な相溶化を達成するには、特定のポリマーの組み合わせに適した反応性官能基を選択する必要がある。

b.最適な基濃度：相溶化の効果は、反応性官能基の濃度に影響される。適切な濃度を決定することは、意図した相互I謝を得るために極めて重要である。