ポリプロピレングリコール(PPG)

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ポリプロピレングリコール(PPG)プロピレンオキシドの開環重合によって得られる非イオン性ポリマーです。調整可能な水溶性、広い粘度範囲、高い化学安定性、低毒性などのコア特性を備えています。その用途は、化学、医薬品、日用化学品、食品、工業製造など、複数の業界にわたります。PPGは分子量(通常200から10,000以上)によって機能が大きく異なります。低分子量PPG(PPG-200や400など)は水溶性が高く、溶剤や可塑剤として広く使用されています。中分子量および高分子量PPG(PPG-1000や2000など)は油溶性が高いか半固体で、主に乳化やエラストマー合成に使用されます。以下は、主な用途分野の詳細な分析です。

1. ポリウレタン(PU)産業:中核原材料の一つ

PPGはポリウレタン材料の製造に不可欠なポリオール原料です。イソシアネート(MDIやTDIなど)と反応させ、鎖延長剤と組み合わせることで、軟質フォームから硬質フォームまで、幅広い種類のポリウレタン製品を製造できます。

ポリウレタンエラストマー:PPG-1000-4000は、熱可塑性ポリウレタン(TPU)およびキャストポリウレタンエラストマー(CPU)の製造に広く使用されています。これらのエラストマーは、靴底(運動靴のクッションミッドソールなど)、メカニカルシール、コンベアベルト、医療用カテーテル(優れた生体適合性を有する)などに使用されています。耐摩耗性、耐引裂性、柔軟性に優れています。

ポリウレタンコーティング/接着剤:PPGはコーティングの柔軟性、耐水性、接着性を向上させるため、自動車用OEM塗料、工業用防錆塗料、木材コーティングなどに使用されています。接着剤では、接着強度と耐候性を高めるため、金属、プラスチック、皮革などの様々な素材の接着に適しています。

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2. 日用品化学品とパーソナルケア:機能性添加剤

PPGは、その低刺激性、乳化作用、保湿作用から、スキンケア、化粧品、洗剤などの製品に広く使用されています。分子量によって、製品の役割は異なります。

乳化剤と可溶化剤:中分子量PPG(PPG-600やPPG-1000など)は、クリーム、ローション、シャンプーなどの製剤において、脂肪酸やエステルと混合して非イオン性乳化剤として使用されることが多く、油水系の安定化と分離防止に役立ちます。低分子量PPG(PPG-200など)は可溶化剤として使用でき、香料やエッセンシャルオイルなどの油溶性成分を水性製剤に溶解するのに役立ちます。

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保湿剤とエモリエント剤:PPG-400とPPG-600は、適度な保湿効果と、さっぱりとしたべたつきのない使用感を提供します。化粧水や美容液のグリセリンの代替として、製品の滑りを良くすることができます。コンディショナーでは、静電気を抑え、髪の滑らかさを向上させます。洗浄剤添加剤:シャワージェルやハンドソープでは、PPGは処方の粘度を調整し、泡立ちを良くし、界面活性剤による刺激を軽減します。歯磨き粉では、保湿剤と増粘剤として作用し、歯磨き粉の乾燥やひび割れを防ぎます。

3. 医薬品および医療用途:高安全性アプリケーション

PPG は毒性が低く、生体適合性に優れているため (USP、EP、その他の医薬品規格に準拠)、医薬品製剤や医療材料に広く使用されています。

薬物キャリアおよび溶媒:低分子量PPG(PPG-200やPPG-400など)は難溶性薬物の優れた溶媒であり、経口懸濁液や注射剤(厳格な純度管理と微量不純物の除去が必要)に使用でき、薬物の溶解性と生物学的利用能を向上させます。さらに、PPGは坐剤基剤として薬物の放出を向上させるために使用できます。

医療用材料改質:医療用ポリウレタン材料(人工血管、心臓弁、尿道カテーテルなど)において、PPGは材料の親水性と生体適合性を調整することで、生体の免疫反応を軽減するとともに、材料の柔軟性と血液腐食耐性を向上させることができます。医薬品添加剤:PPGは、軟膏やクリームの基剤として使用することで、薬剤の皮膚への浸透性を高め、外用薬(抗菌軟膏やステロイド軟膏など)にも適しています。

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4. 工業用潤滑油と機械:高性能潤滑剤

PPGは優れた潤滑性、耐摩耗性、耐高温・耐低温性を備えています。また、鉱油や添加剤との相溶性も高く、合成潤滑油の主要原料となっています。

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油圧油およびギア油:中分子量および高分子量PPG(PPG-1000および2000など)は、建設機械や工作機械の高圧油圧システムに適した耐摩耗性油圧油の製造に使用できます。低温下でも優れた流動性を維持します。ギア油に添加すると、耐焼付き性と耐摩耗性が向上し、ギアの寿命が延長されます。

金属加工油剤:PPGは金属加工油剤や研削油剤の添加剤として使用でき、潤滑、冷却、防錆効果を発揮し、工具の摩耗を軽減し、加工精度を向上させます。また、生分解性も備えています(一部の改質PPGは、環境に優しい切削油剤の需要を満たしています)。特殊潤滑剤:航空宇宙機器、化学ポンプ、バルブなど、高温、高圧、または特殊な媒体(酸性・アルカリ性環境など)で使用される潤滑剤は、従来の鉱油に代わるものであり、機器の信頼性を向上させることができます。

5. 食品加工:食品添加物

食品グレードのPPG(FDA準拠)は、主に食品加工における乳化、消泡、保湿に使用されます。

乳化と安定化:乳製品(アイスクリームやクリームなど)や焼き菓子(ケーキやパンなど)において、PPGは乳化剤として作用し、油の分離を防ぎ、製品の食感の均一性と風味を向上させます。飲料においては、香料や色素の分離を防ぐために安定化させます。

消泡剤:食品の発酵工程(ビールや醤油の醸造など)やジュースの加工において、PPG は消泡剤として作用し、泡立ちを抑え、風味に影響を与えずに生産効率を向上させます。

保湿剤: ペストリーやキャンディーでは、PPG は保湿剤として機能し、乾燥やひび割れを防ぎ、保存期間を延ばします。

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6. その他の分野:機能変更と補助的な応用

コーティングとインク:ポリウレタンコーティングに加え、PPGはアルキド樹脂やエポキシ樹脂の改質剤としても使用でき、柔軟性、レベリング性、耐水性を向上させます。インクでは、粘度を調整し、印刷適性を向上させます(例:オフセットインク、グラビアインク)。

繊維助剤:繊維の帯電防止加工剤および柔軟剤として使用され、静電気の発生を抑え、柔らかさを高めます。染色・仕上げ工程では、均染剤として使用することで染料の分散性を高め、染色の均一性を高めます。

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消泡剤と抗乳化剤:化学製品製造(製紙、廃水処理など)において、PPGは消泡剤として使用され、製造中の泡立ちを抑えます。石油生産においては、原油と水を分離する抗乳化剤として使用され、原油回収率の向上に貢献します。重要な用途ポイント:PPGの用途では、分子量(低分子量は溶剤や保湿に、中分子量および高分子は乳化や潤滑に重点を置く)と純度グレード(食品・医薬品業界では高純度製品が好まれ、標準グレードは業界ニーズに基づいて選択可能)を慎重に検討する必要があります。用途によっては、性能向上(耐熱性や難燃性の向上など)のために改質(グラフト化や架橋など)が必要な場合もあります。環境保護と高性能化への要求が高まるにつれ、改質PPG(バイオベースPPGや生分解性PPGなど)の用途分野は拡大しています。


投稿日時: 2025年10月29日