폴리아미드(PA)는 나일론수지라고도 부르며, 엔지니어링 플라스틱의 일종으로 기계적 성질 특히 내충격성이 우수한 결정성 플라스틱이며, 폴리아미드산 아미드 결합〔-CO-NH-〕의 반복으로 주쇄를 구성하는 선상고분자 물질이다. 내마찰, 내마모성, 내약품성, 내유성등도 우수하며, 녹는점이 높고 흡수성이 우수한 것도 특징이다. 수분을 흡수하며, 기계적 강도는 저하하나, 유연성, 내충격성은 증가한다. 현재 상품화 되어 판매되고 있는 주요 폴리아미드수지는 다음과 같다.
① ε-카프로락탐의 개환중합에 의한 Nylon 6
② 헥사메틸렌디아민과 아디핀산의 축중합에 의한 Nylon 66
③ 헥사메틸렌디아민과 세바신산의 축중합에 의한 Nylon 610
④ 11-아미노운데칸산의 축중합에 의한 Nylon 11
현재는 생산되는 PA수지의 대부분이 합성섬유를 만드는데 쓰이지만, 일부는 열가소성 플라스틱으로써 자동차, 전기전자 분야에 이용되기도 하며 장차 용도가 점차 확대되는 경향이다.
◈ 제법
(1) Nylon 6
Nylon 6은 ε-카프로락탐의 개환중합에 의해 제조된다. 중합기는 스테인레스제의 2중동으로써 중합온도는 260℃, 위로부터 수분 10~20%의 락탐액을 유하시키면 연속적으로 중합된다. 순 락탐을 중합시키려면 15시간이 필요하지만 5~6%의 아미노카프론산을 첨가해 촉매 역할에 의해 반응시간이 단축된다. 점도 안정제로는 1/200몰의 초산을 가한다. 반응완료후 토출구로 나오는 중합체를 물을 채운 냉각조 중에서 냉각시켜서 카터로 절단하면 pellet이 된다. 이 pellet에는 모노머, 올리고머가 포함돼 있으므로 이것을 정제(0.1%이하)하고 건조해서 제품화한다.
(2) Nylon 66
헥사메틸디아민과 아디핀산과의 축중합에 의해 제조한다. 헥사메틸렌디아민 수용액에 이것과 등량의 아디핀산을 넣고 Nylon염 수용액(AH염)으로 한 다음, 여과계량하고 증발관에서 수분 30~40%까지 농축시킨 후 중합조로 옮긴다. 예를 들면, 578부의 Nylon염에 헥사메틸렌디암모늄초산 0.35부를 점도 안정제로 가하고 24.7부의 증류수와 함께 오토클레버에 넣어 질소치환한 후 210℃, 17.6기압에서 2.5시간 가열한 후 방압하면서 280℃로 올려 상압에서 1.5시간 중합시킨다. 중압 후 질소압에서 유출하고 리본상이 되도록 주수냉각해 100~150℃에서 절단해 칩으로 만든다.
◈ 용도
일반기계부품으로 기어, 베어링, 캄류, Nylon볼, 밸브 sheet, 볼트, 너트, 팩킹 등에 사용되고 자동차부품으로 캬브레이터니들 밸브, 오일저버탱크, 스피드 미터기어, 와이어허네스커넥터 등에 사용되고 전기부품으로 코일보빈, 리게이부품, 와샤, 냉장고문짝, 랏치, 기어류, 커넥터, 플러그, 전선결속재 등에 사용된다. 건재부품으로 샷시부품, 일반용 호차, 문짝랏치, 취수, 인수, 커튼롤러 등에 사용되고 잡화로 양산용 로크로, 무반응 해머헤드, 라이터보데이, 행거복, 부인화, 리프트, 보턴 등에 사용되며 압출품으로는 필름, 튜우브, 환봉, sheet, 모노필라멘트 등에 사용된다.
◈ 수급현황
Nylon6의 국내수요는 97년기준 2만2800톤으로 94년대비 61.7% 증가한 것으로 나타났으나 96년에 비해서는 오히려 3% 감소했다. 국내 Nylon6 메이커는 효성, 코오롱, LG얼라이드시그널, 고합엔프라 등 4개사로 국내시장의 93%를 차지하고 있어 수입비중이 7%에 불과하다. PA수지는 POM, PC, M-PPO, PBT등과 더불어 5대 엔지니어링 플라스틱이라 부르고 있을 정도로 사용이 일반화 되어 있으며, 엔지니어링 플라스틱중에서도 1933년 Du Pont에 의해 개발된 최초의 수지이다. 그리고 현재에는 G/F등의 개질제, 기타 타수지와 조합하여 특정 용도를 위한 개발이 지속되고 있다.