プラスチックの劣化をX線散乱と近赤外光吸収から分析する新たなシステム：研究開発の最前線

産業技術総合研究所は、プラスチックの劣化状態を、X線散乱と近赤外光吸収の同時計測により分析するシステムを開発した。劣化により破壊や変形が生じたプラスチックを、形状や厚みにかかわらず、非破壊で検査できる。

[MONOist]

　産業技術総合研究所は2023年2月28日、プラスチックの劣化状態をX線散乱と近赤外光吸収の同時計測により分析するシステムを開発したと発表した。劣化により破壊や変形が生じたプラスチックを、形状や厚みにかかわらず、非破壊で検査できる。

X線散乱と近赤外光吸収の同時計測システムを用いたプラスチックの劣化分析の例［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

　同システムは、X線で結晶の厚みの増加を、近赤外光で高分子鎖のらせん形状の変化を検出し、2つのデータを組み合わせて、プラスチックの結晶構造を分析する。同一部位を2種の手法を用いて測定することで、より精密な分析が可能となった。

X線散乱、近赤外吸収の同時計測システムの概要［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

　劣化したポリプロピレンの構造解析では、X線散乱のデータから結晶の厚みや結晶構造の量が増えたと判明し、近赤外光の吸収データからは結晶部の高分子鎖が形成するらせんの増加が示された。2つの測定データから、ポリプロピレンは劣化により、結晶構造内部の高分子鎖が多くのらせんを形成して結晶の厚みが増え、柔軟で変形に強い非晶構造が減り、壊れやすくなるという仕組みが解明された。

X線散乱、近赤外吸収の同時計測システムによるプラスチック劣化解析の一例［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

　同研究所は、劣化現象を解明する新しいツールとして、劣化しにくいプラスチックの設計に活用する考えだ。

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