技術コラム
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂について
2025.11.07
熱可塑性樹脂は、加熱すると柔らかくなり、冷却すると再び固まるため再成形・リサイクルが可能。一方、熱硬化性樹脂は、加熱すると硬化し、一度硬化すると再加熱しても軟化せず、三次元網目構造を維持するため耐熱性・強度に優れるが再成形はできません。
熱可塑性樹脂(Thermoplastic Resins)
- 性質
- ガラス転移点や融点まで加熱すると柔らかくなり、冷却すると固化。
- このプロセスを何度でも繰り返せる。
- 分子構造は直鎖状または分岐状で、化学的な架橋結合はない。
- メリット
- 成形加工が容易(射出成形、押出成形など)。
- 再加熱して再成形できるためリサイクル性が高い。
- 柔軟性があり、複雑な形状にも対応可能。
- デメリット
- 高温に弱く、耐熱性は限定的。
- 一部の薬品に弱い。
- 代表例
- ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン(PA)など。
熱硬化性樹脂(Thermosetting Resins)
- 性質
- 成形時に加熱や化学反応で硬化し、三次元網目構造(架橋結合)を形成。
- 一度硬化すると再加熱しても軟化せず、再成形不可。
- 高温でも形状を維持しやすい。
- メリット
- 高い耐熱性・機械的強度。
- 化学的安定性が高く、薬品や溶剤に強い。
- 電気絶縁性に優れるものが多い。
- デメリット
- 再加工・リサイクルが難しい。
- 成形に時間がかかる場合がある。
- 代表例
- フェノール樹脂(PF)、エポキシ樹脂(EP)、メラミン樹脂、ポリウレタン(PUR)、シリコーン樹脂など。
比較表
| 項目 | 熱可塑性樹脂 | 熱硬化性樹脂 |
|---|---|---|
| 加熱時の挙動 | 軟化・再成形可能 | 一度硬化すると再成形不可 |
| 分子構造 | 直鎖・分岐構造 | 三次元網目構造(架橋結合) |
| 耐熱性 | △(低〜中程度) | ◎(高い) |
| リサイクル性 | ◎(容易) | ×(困難) |
| 主な用途 | 包装材、家電、自動車部品 | 電気絶縁材、接着剤、耐熱部品 |
まとめ
- 熱可塑性樹脂は加工性・リサイクル性に優れ、日用品から工業部品まで幅広く利用。
- 熱硬化性樹脂は耐熱性・強度・化学安定性に優れ、電気絶縁材や高温環境下の部品に適用。
設計や用途選定では「加工性を重視するなら熱可塑性」「耐熱・耐薬品性を重視するなら熱硬化性」と考えるのが基本です。