プラスチックの吸湿現象

エポキシ樹脂やナイロンなどのプラスチックは表面から吸湿透過する現象があり、使用 部位によっては 大きな損害の起因となる事があります。
特に 電気配線を内蔵する プラスチックモールド品などでの不具合があります。 また 油などの液状態においても同様なことがいえるでしょうね。
今回は この 吸湿現象について調べてみました。
プラスチックへの吸湿現象は高分子材料への拡散によるものと考えて  フィックの法則が適用できます。
図1のイメージを拡散方程式にて示すと以下となる。
∂C/∂t  =  D ( ∂2C/∂x2 ) ・・・・・・・・・・・・・@
C ; 水分濃度
t ; 時間
D ; 拡散係数
x ; 表面からの距離



t(年)・・ qs/Qs
  01・・・・・ 0.862524808
05・・・・・ 1.925417357
09・・・・・ 2.583218458
13・・・・・ 3.104642202
17・・・・・ 3.550294185
21・・・・・ 3.945931373
25・・・・・ 4.305364096
29・・・・・ 4.637019042
33・・・・・ 4.946486753
37・・・・・ 5.237701481
41・・・・・ 5.513556239
45・・・・・ 5.776252072
49・・・・・ 6.027509735
53・・・・・ 6.268704747

このように プラスチックの t 時間後における 吸湿率を qs 、 飽和吸湿率Qs とすると 吸湿初期で(D*t/l2 )< 0.06 では
qs/Qs  =( 4/√π )( D*t / l2  )^0.5 ・・・・・・Aが成り立つ。
一般的なフェノール積層板 20℃、RH=90%での水分の吸湿による拡散係数 D= 6*10^(-6) cm2/h である。 従って 厚さ l=6mm の場合には qs/Qs のA式は 以下のグラフの様相を示す。



引用文献 ; 日刊工業新聞  プラスチックによる 防食技術
   電気絶縁塗料  産業図書