概要
高分子材料は、長時間の光照射を受けると、分子切断や架橋形成といった劣化を生じ、分子量が変化します。分子量は、強度や熱特性、加工性に大きく影響するパラメーターですので、劣化前後の分子量を比較することは非常に重要です。
ここでは、生分解性樹脂の一つであるポリブチレンアジペートテレフタレート（PBAT）について、光照射(耐候性試験)を行い、GPC(SEC)による分子量測定を行いました。
分析
1. 試料
PBATフィルム
2. 耐候性試験
装置：アイスーパーUVテスター SUV-W161（岩崎電機製）
温度：50℃
湿度：40％
照度：100mW/cm2
3. 分析条件
装 置：HLC-8320GPC (東ソー製)
カラム：TSKgel GMHHR-H × 2本 (東ソー製)
溶 媒：クロロホルム
結果
GPCによって得られた、光照射されたPBATの分子量分布曲線を図1に示します。
図１においては、光照射時間が3時間～6時間の間で、大きく分子量低下を示していることが分かります。一方、光照射時間と数平均分子量（Mn）、重量平均分子量（Mw）、およびz平均分子量（Mz）との関係を図2に示しますが、PBATでは、6時間までの間で平均分子量が大きく減少しているものの、その後の分子量低下は僅かとなっています。
今回のGPC測定では、PBATが可溶なクロロホルム系GPCを用いましたが、光照射されたPBATは、クロロホルムに対する溶解度が著しく低下しました。
PBATのGPCクロマトグラムの相対ピーク面積(未照射試料のピーク面積を100とした時の相対ピーク面積)と光照射時間との関係を図3に示します。この図から、6時間以降では可溶分のピーク面積が10％以下と、試料がほとんど溶解していなかったことが分かりました。従って、PBATは光劣化によって架橋を形成してクロロホルムに不溶となり、ごく一部の低分子量成分のみが溶解したため、可溶分の平均分子量がほぼ一定になったと考えられます。
