プラスチックは，一般に下表のように，金属やセラミックスに比べて，

　　(1)軽量かつ丈夫で，
　　(2)電気絶縁性が大きく，
　　(3)腐食性がなく，
　　(4)光沢に富み，自由に着色ができる，
　　(5)成形や加工がしやすい

という特徴をもち，多量生産ができ，各種製品を安価につくることが可能であ
る反面，熱膨張率が大きく，耐熱性などが悪く，使用できる用途が限定される
という欠点もある。ただし，製品化に際しては，さまざまな物質を混ぜ合わせ
るなどして，材質の改良（プラスチックの改質）がなされ，使用できる範囲も
拡大しつつある。

　プラスチックの性質は，プラスチックの種類（熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂）
によって大幅に異なる。また。同種のプラスチックであっても，樹脂を構成す
るポリマーの分子構造，すなわち分子内に含まれる原子団の種類によっても，
性質が大きく変わる。さらに，同一のプラスチックにおいても，ポリマーの
(a)分子量（重合度）や分子量分布の仕方，(b)分子内に枝分かれ構造があるか
否かにより，性質が大きく影響を受ける点が，金属やセラミックスなどの他の
物質と異なる特徴である。

　ポリマーの分子量（重合度）は，合成条件を変えることで調整できる。エポ
キシ樹脂は，ビスフェノールＡにＮａＯＨを加えてアルカリ塩とした後，エピ
クロルヒドリンを滴下しつつ加熱して合成する。ビスフェノールＡに対するエ
ピクロルヒドリンの割合を変えると，粘りのある黄色液体(多いとき)からもろ
い黄色の固体樹脂と，異なる形態のものが得られる。

  

 *　エポキシ価は，エポキシ樹脂100g中のエポキシ基のモル数を表す。
　　エポキシ価が 0.55ならば n=0，0.31ならば n=1である。
 ** ヒドロキシル価は，エポキシ樹脂100g中のＯＨ基のモル数を表す。
　　ヒドロキシル価が 0ならば n=0，0.15ならば n=1である。
*** エステル化当量は，有機酸ＲＣＯＯＨ 1モルのエステル化に要するエポキシ樹脂
　　のモル数で，樹脂中のエポキシ基とＯＨ基の合計個数を表す。

　エポキシ樹脂の硬化は，エポキシ樹脂の各分子が三次元的な架橋を形成する
ことで行われる。この架橋形成には，エポキシ基が重要な役割を果たすが，
ＯＨ基も副次的な役割を担っている。エポキシ基は分子の両端に各１個ずつ含
まれるが，ＯＨ基は分子鎖の途中に位置し，分子鎖の長さに応じて変わる。

　ポリマーに添加剤を加えて，プラスチックの硬さ・柔軟性・引っ張り強さ・
伸び・耐衝撃性・可塑性・耐熱性や軟化温度などの調節（可塑剤，強化剤など
），光や熱による分解の抑制（安定剤）および着色化（顔料）など行われてい
る。たとえば，ポリ塩化ビニル樹脂では，

　　ポリマー　100　　　　可塑剤　0〜50　　 安定剤　3〜5
　　滑剤　　　0.2〜1.5　　顔料　　＜5　　　充填剤　3〜5

のような添加剤が加えられている。可塑剤の多いものは軟質ポリ塩化ビニルと
呼ばれ，フィルムやシートに加工され，紫外線の良い透過性を活用して農業用
ビニールシートなどに利用されている。一方，可塑剤をほとんど含まないもの
は硬質ポリ塩化ビニルと呼ばれ，各種の硬質配管や波板などの建築材料や食品
用の薄物容器などに使われている。

　プラスチックの改質には，添加剤による方法の他に，種類の違う単量体（モ
ノマー）を共重合して行う方法がある。たとえば，ポリ塩化ビニル樹脂では，
酢酸ビニルと共重合したコポリマーなどがある。

☆熱可塑性樹脂
　　線状あるいは分枝状のポリマーの集合体であり，加熱すると柔らかくなり，
　粘りのある液体に変化する。これを型の中に入れて冷却すれば，自由な形に
　成形することができる（可塑性があるという）。さらに，粘りのある液体を
　強く加熱すれば熱分解を起こす。耐熱性は熱硬化性樹脂よりも悪い。また，
　線状のポリマーであるため，適当な溶剤を加えると溶解しやすく，耐溶剤性
　も熱硬化性樹脂に劣る。

☆熱硬化性樹脂
　　低分子の単量体（モノマーという）の混合物で，適当な粘り気をもつ液体
　が原料で，これを加熱すると三次元的な網目状構造を形成し，三次元状のポ
　リマー（架橋ポリマー）となって硬化する。硬化物は，三次元立体構造がで
　きているため，加熱しても熱可塑性樹脂のように液体とならないが，さらに
　強く加熱すれば熱分解が起こる点は共通している。また，三次元にポリマー
　が架橋されているため，どのような溶媒にも溶けないが，ある種の溶媒に対
　しては膨潤することがある。一般に耐熱性や耐溶剤性にすぐれ，添加剤を加
　えることで強靱な成形品に加工することできる。

　ポリマー分子中の枝分かれの程度は，合成法を変えることで調節できる。エ
チレンを重合してつくるポリエチレンには，反応中の圧力の違いにより，高圧
法・中圧法・低圧法の３つの方法がある。高圧法では，長い鎖状分子中にたく
さんの短い枝がついたポリマーが，一方，中圧や低圧法では枝がほとんどない
長い鎖状分子が，それぞれ生成する。各合成法により得られるポリマー集合体
の性質は表のとおりである。

◎ 化学的な性質

　　耐薬品性は，ポリマーの種類や構造により非常に異なっている。「ポリマ
　ーが溶剤に溶ける」とは，ポリマー分子間に溶媒分子が入り，ポリマー分子
　間の引力を弱めて，溶媒分子間にポリマー分子を分散させることである。

　　　　　各種プラスチックの溶解性一覧

　　架橋された三次元構造のポリマーでは，溶媒分子がポリマー分子を溶媒分
　子間に分散させることはできず，単にポリマー分子間の距離を広げるだけし
　かできない。したがって，架橋ポリマーは，一部の溶媒に対して膨潤するこ
　とはあるが，一般に溶媒に溶けない。

　　鎖状のポリマーでは，分子鎖が長いほどポリマー分子間の引力が大きく，
　溶媒分子による分子鎖の絡まりを解きほぐして分散させ難くなる。また，ポ
　リマー分子間の引力は，ポリマー分子が互いに接する面が大きいほど，すな
　わちポリマー分子配向が秩序正しいほど大きくなる。したがって，鎖状ポリ
　マーでは，(1)分子量（重合度）が大きいほど，(2)結晶性の割合が大きいほ
　ど，溶媒に溶けにくくなる。

　　ポリマーの溶解性を決めるもう一つの因子が，溶媒分子との親和性である。
　極性をもつポリマーでは，極性溶媒に溶けやすく，非極性溶媒には溶けにく
　い傾向があり，一方，非極性のポリマーは逆の傾向になる。この親和性の強
　さを判断する因子に溶解度パラメーター（ＳＰ値）δがある。

　　　　　　ΔＥ
　　δ2＝ ────
　　　　　　 Ｖ　　　ただし，ΔＥ は蒸発エネルギー，Ｖ はモル体積

　　このδ値は，上式で表され，ポリマーと溶媒分子のδ値が近いほど，原則
　的に溶解性が高くなる。

　　ポリマーの溶媒分子との親和性は，ポリマー分子内の官能基の種類によっ
　ても判断することができる。すなわち，

　◇親水基（OH, NH2, SO3Hなど）をもつと，
　　　水に溶けるか，親水性が強くなる。
　　　例：ポリビニルアルコールは水に溶ける。

　◇疎水性非極性基（CH3, CH3CH2, ベンゼン環など）をもつと，
　　　撥水性をもち，吸水性が低下する。
　　　例：ポリプロピレン，ポリスチレン

　◇ハロゲン基（Cl, Fなど）や疎水性非極性基がつくと，
　　　耐酸，耐アルカリ性が強くなる。
　　　例：ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデンやポリエチレン，
　　　　　ポリプロピレン

　◇フェノール基，-COOH，-SO3H，-NH2をもつと，
　　　アルカリに弱く，加水分解されやすくなる。
　　　例：ユリア樹脂（尿素とホルマリンの重合体）

　◇-NH2，-Naなどをもつと，
　　　酸に弱くなる。例：ユリア樹脂
　　　例：Ｎａ塩（アイオノマー，サーリンＡ）は酸，アルカリに弱く，
　　　　　加水分解されやすい。