ポリカーボネートの紫外線劣化

はじめに

ポリカーボネート（PC）は高い透明度、耐衝撃性等の特長があり、レンズ等様々な部材に利用されています。B-TA2012（TG-MSによるPC分解反応への水蒸気の影響）で報告したように、PCは加水分解により劣化が進み、原材料のビスフェノールA（BPA）が生成することが知られています。そこで今回は紫外線（UV）を照射した際のPC劣化を確認する為にBPAの発生挙動をTG-DTA/GC-MS測定にて確認しました。

測定・解析例

試料はUV未照射のPCとUV照射（UV波長：365nm、照度：400mW/cm²、温度：30℃、時間：4h）したPCについてTG-DTA/GC-MS測定を行い、TGの分解温度およびBPAの発生挙動の比較を行いました。

TG-DTA/GC-MS測定はHe雰囲気にて600℃まで20℃/minで昇温し、イオン化法はEI法で測定しました。

図1にTG結果およびBPAの主イオンであるm/z 213（図2参照）のMSイオンサーモグラム及びm/z 213の400℃までの拡大プロットを示します。

TGの結果ではUV照射したPCの方が減量温度が低い傾向が見られます。また、BPA（m/z 213）の発生挙動を確認したところ、m/z 213のピーク面積は照射有のPCの方が約5%大きく、未照射PCと比べて照射有PCの方がBPAの発生量が増加していると判断されます。また、400℃までのBPAのMSイオンサーモグラムを比較したところ、照射有の方が低温からBPAが発生していることが分かります。

BPAの発生挙動の違いについてはUV照射の影響が考えられ、UV照射によりPCの劣化が進行したものと考えられます。

図1　（a）UV照射有PC、未照射PCのTGとMSイオンサーモグラム（m/z 213）と(b)m/z 213の拡大プロット

図2　ビスフェノールAのNISTライブラリスペクトル

推奨装置・推奨ソフトウェア

• TG-DTA8122および1ch MS-IF、GC/MS
• DSCvesta、UV照射ユニット
• Thermo plus EVO2ソフトウェア、3次元解析ソフトウェア