一般向け/高校生向け楽しい化け学
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PETボトルの口が2種類あるのを知っていますか?

下の写真のように、透明な口と、白い口・・・



口の色が違うPETボトル


言われれば「あーあるなぁ」と思ったでしょうか。

しかし、この色の違いは何なんでしょうか。

実はこれは耐熱性を表しているのです。

口が透明なのは非耐熱性白いのが耐熱性です。

透明なのは50℃、白いのは85℃くらいまで耐えられるらしいです。

なので透明な口のPETボトルに熱いお茶を注ぐとクニャクニャと曲がって縮んで使い物にならなくなります。

例えば実際に、或る透明な口のペットボトルに熱いお茶を注ぐとこのように明らかに縮んでしまいました。



上;元々 下;熱いお茶を注いだ物


また、熱湯で煮て力をかけると軟化し容易に変形してしまいました。



加熱し力をかけたPETボトル


こんな様になるので、透明の口のペットボトルはホット飲料に向かないわけです。

一方口の白いものは熱いお茶でもちょっと冷ませば大丈夫です。

なので熱いお茶をPETボトルに入れて持って行きたいときは、口の白いヤツにしてちょっと冷ましてから入れましょう。


しかしなぜ同じPETボトルには耐熱性の違いがあるのでしょうか。

まずPETボトルとは何かということから考えます。

その名のとおりPETで作られたボトルなのですが、PETとはポリエチレンテレフタラートというプラスチックの一種です。

テレフタル酸エチレングリコールエステル結合で繋がったポリエステルで、下のような構造をしています。



ポリエチレンテレフタラートの構造


これは分子が長く繋がった高分子と呼ばれる化合物です。

多くの高分子は細長くてこんがらがりやすいため綺麗な結晶になりにくいという性質があります。

また高分子は結晶になっている割合(結晶化度)が高いほど熱に強くなるという性質があります。

何故なら、高分子鎖はキッチリ並ぶほど分子鎖と分子鎖の接触面積が大きくなり分子間力が大きく働くため、それを引き離す(軟化・融解させる)ためにはより高温が必要になるからです。



結晶化度小。
こんがらがっていて熱に弱い。




結晶化度大。
きっちり並んでいて熱に強い。


PETは普通に作れば結晶化度があまり高くならないため、普通のPETボトル(口が透明)は熱に弱いのです。

しかし口が白色のものは、PETの結晶化度を上げるために特別な工程(プレスや加熱?)を施しているため、熱に強いということらしい。



おまけ:PETボトルの耐久性


おまけでPETボトルについてもう少し豆知識を。

じつはPETボトルには現在JISで規格に取り決めがなく、形や耐久性は法律で決められていません。

しかし大体の耐久性は以下のような感じらしいです。


・ 圧力:4気圧が限界。

・ 酸:酢酸くらいの酸性度が限界。

・ アルコールで劣化する。20%エタノールが限界。


ということです。耐熱性については上の通り。

PETボトルは意外と弱い。

しかしPETボトルが登場する前の時代の容器からすれば劇的に強い材質なのです。

また、"炭酸用"や"ホット用"など色々種類があるので耐久性は色々です。

さらにちなみに、PETボトルは化学者の絶え間ない努力によって作られた尊いもの(?)です。

なぜかと言うのは『ペットボトルは作れない!?』を見てみてください。



◎ 参考


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