私たちの身の回りには、プラスチックやゴムなどの「高分子材料」が広く使われています。例えば、自動車のタイヤや家電のパッキン、スマートフォンの筐体、さらには配管の接続部で使われるシール材など、様々な場面で利用されています。
　このように私たちに身近な高分子材料ですが、高分子材料には、時間の経過とともに性質が変わる「劣化」という問題があります。例えば、洗濯ばさみがいつの間にかパキッと割れてしまった経験はありませんか（図1）。日光や雨にさらされることで、プラスチックは少しずつ劣化し、見た目に変化がなくても強度が低下することがあります。

図1　破損した洗濯ばさみ

　高分子材料は、熱や光、水、薬品、さらには物理的な負荷などの影響を受けて、少しずつ性質を変えていきます。劣化を見逃すと、製品の故障や事故につながります。こうしたリスクを防ぐためには、部品がどのくらいの期間使用できるのかを事前に把握しておくこと、また、想定より早く壊れた場合には、その原因を明らかにすることが重要です。その際、表面の状態だけでなく、材料内部で起きている変化を把握する必要があります。こうした目的で行われるのが劣化解析です。

　「NMR^※」と聞くと難しく感じるかもしれませんが、パルスNMRは、いわば分子の動きやすさ（分子運動性）を捉える手法です（図2）。高分子材料は、長い鎖状の分子が複雑に絡み合って構成されています。パルスNMRでは、この分子の動きやすさの違いを「緩和時間」という指標で数値として表します。さらに、材料の中に含まれる「軟らかい成分」と「硬い成分」の割合を算出することができます。これにより、材料の状態を簡単に数値として把握することができます（図3）。

※NMR（Nuclear Magnetic Resonance：核磁気共鳴）

図2　パルスNMR（左：装置、右：サンプル管）

図3　パルスNMRによる分子運動性解析

　パルスNMRのメリットを2つ挙げます。

メリット①：材料特性や劣化状態を迅速に把握可能

　高分子材料の特性は、架橋状態や結晶化度、添加剤の配合量などによって異なります。また、高分子材料は使用環境下で様々な現象が生じ、複雑に変化します。材料の状態は分子運動性と相関があるため、パルスNMRで分子運動性を捉えることで、材料特性や劣化状態を迅速に把握できます（図4）。

図4　パルスNMRのメリット①

メリット②：小さな部品や複雑な形状の製品でも測定可能

　硬さ試験や引張強度試験は、定形の試験片を採取することが必須ですが、パルスNMRは、定形の試験片を必要としないため、小さな部品や複雑な形状の製品にも適用できます。対象の材料において機械的特性（硬さ、切断時伸び等）と分子運動性との相関が確認できれば、製品から採取した少量の試料を用いて、物性の相対比較や耐久性評価に活用できます（図5）。

図5　パルスNMRのメリット②