플라스틱 종류에 대한 이해
 플라스틱 산업용 수지의 물성비교.doc
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 Poly Amide 소재 개요.pdf
엔지니어링 플라스틱 특성.doc
엔지니어링플라스틱 폴리머 물성비교.doc
열경화성 수지
열경화성 수지는 성형, 가공 공정 중 가열하게 될 때 화학반응이 수반되고 이 화학반응의 결과로 가교결합(crosslinking)이 일어나 불용, 불융의 상태가 되어 고화되는 수지를 말한다. 열경화성 수지의 분자 사슬은 가교결합으로 상호 연결되어있고, 경화시 가교결합을 하기 때문에 경화 후 용융될 수 없다.또한 열경화성 수지는 연마가공이 가능하고, 단단하며 고온에 잘 견딘다. 그리고 긴 성형공정
시간을 필요로 한다
열경화성 수지의 대표적인 예는 페놀, 요소, 멜라민, 에폭시 PU수지, UPE수지등이 있으며 가공전 저분자량의 올리고머 상태에서 가공 후 가교구조상태로 변화된다. 내열성, 내약품성이 뛰어나 제품으로서의 장점이 많고, 대량생산공정이 개발되면서 점차 그 활용 영역이 넓어지고 있다.
페놀
열경화성 수지인 페놀수지는 부서기지 쉽고 수축률이 높아 대부분 충진재를 첨가하여 사용한다.
충진재로는 톱밥, 땅콩껍질, 탈크, 카본 브랙과 같은 입자형 무릴이 주로 쓰인다. 페놀수지는 페놀과 포름알데히드 사이의 화학반응에 의해서 생성된 폴리머이다. 이 수지는 축합반응을 수반하며 물이 부산물로 생성된다. 반응초기의 폴리머는 저분자량을 갖고 완전히 용해되는데 이 단계를 A-stage, 축합반응이 진행됨에 따라 수지는 탄성과 열가소성을 가지고 부분적으로 용해되는 단계를 넘게 되는데 이를 B-stage라 부른다. 그후 수지는 완전히 가교가 이루어져 경화되는데 이를 C-stage라 부른다.포름알데히드와 암모니아의 반응생성물인 헥사메틸렌테트라아민은 전형적인 경화제로서 이용되며, 포름알데히드를 공급하고 산을 중화시킴으로써 반응을 촉진시킨다. 페놀수지는 연마 가공능력, 고수율 및 다른 연마 가공재료에 비해 상대적으로 가격이 싸기 때문에 로케트 출구노즐의 라이닝 재료로 이용되고 있다.
특징
내열성이 뛰어나 장시간 고온에서 사용해도 강도의 유지율이 크며 초고온에서는 표면에 탄화층이 발생되어 이로 인한 단열효과로 내층을 보호해 직접 불에 접촉하는 용도로도 사용이 가능하다.
또 고도의 난연성을 가지고 있어 연소시 가스발생이 적은 장점이 있으나 충격에 약하며 경화가 늦고 경화시 반응수의 방출이나 수분으로 인해 성형조건 및 치수변화에 한계가 있다.
*종류
페놀류와 포름알데히드류를 산 또는 알카리로 축합시켜 얻는 것으로 반응과정에서 산성 촉매를 사용하면 노볼락(novolak)형 페놀수지가 되고, 알카리성 촉매를 사용하면 레졸(resol)형 페놀수지가 된다. 레졸수지는 가열에 의하여도 경화될 수 있으나 노볼락 수지는 반응성이 있는 메티올(methyol)그룹이 없기 때문에 경화제 첨가없이는 경화되지 않는다.
불포화폴리에스텔
폴리에스테르수지는 수지계, 경화제, 충진제, 중합방지제로 구성되어 있다.
성형시에 고압을 필요로 하지않고 또한 촉진제의 사용에 의해 상온에서 성형할 수 있으므로 비교적 대형의 물건을 쉽게 만들 수 있다. 한편, 다량 생산에는 금속성형, 필라멘트 와인딩 성형 등의 방법을 쓰고 있다.
* 특징
불포화 폴리에스터 수지는 미황색투명한 점조체로서 점도는 품질에 따라서 다르지만 5~100poise 정도이다. 비중은 1.1~1.5로서 성형품의 외관은 거의 무색 투명하지만 촉진제에 의해 착색된다.
이 액상 수지에 촉매, 촉진제를 가해서 각 용도에 따라서 성형하기 때문이다. 또한 유리섬유로 보강시킨 강화플라스틱(frp)은 인장강도, 충격강도를 동일 중량으로 비교하면 금속재료에 비해서 손색없는 강도를 갖고 있고 비중이 작으므로 경량 구조재료로도 중요하다.고반응성, 중반응성, 저반응성, 연질, 경질, 내광성, 공기경화성, 자기소화성 등이 있다.중합은 액상불포화 폴리에스터 수지 및 스티렌에 1%정도의 중합촉매를 가한 다음 형에 넣고 가열하던가 또는 저온 중합촉진제를 함께 넣은 다음 상온에서 방치하면 내용이 겔화된다. 적당한 시기에 형에서 꺼내 형태의 바깥부분을 가열하면 단단한 성형물이 얻어진다. 현재,불포화 폴리에스터 경화용 촉매로 가장 널리 사용되는 것은 유기과산화물인데 종류가 많고 선택이 어렵다. 또한 상온에서 경화시키기 위해 촉진제가 개발된 대형 성형품의 제조가 매우 간단해졌다 . 이때 주의해야할 것은 촉매와 촉진제의조합이 적당하지 않으면 전혀 효과가 없는 경우도 있다.
* 용도
유리로 보강된 폴리에스테르수지는 주로 보트선체, 욕조, 공기정화기, 지붕틀, 성형가구, 건물벽, 자동차 차체 등에 이용되고 있다.폴리에스테르수지는 가장 저렴한 매트릭스로서 복합재료의 제조에 대량으로 이용되고 있다. 일반 적으로 다른 수지들에 비해 내열성, 내후성이 낮고 물리적 성질이 떨어지므로 고급 복합재료에는 별로 사용되지 않고 있다.
에폭시
에폭시수지는 우수한 접착성과 강도, 낮은 수축성, 내마모성, 가공의 다양성 등의 여러 가지 특성들 때문에 주요한 재료로 취급되고 있다. 폴리에스테르보다 가격이 비싸며, 폴리이미드만큼 고온에서 잘 견디는 특성은 없지만 대부분의 물성은 매우 우수하다. 에폭시수지는 두 개의 탄소와 한 개의산소로 이루어진 3원환인 에폭시기를 가지고 있는 구조이다.
* 특징
수지는 경화에 있어 반응수축이 매우 작고 또한 휘발물을 발생하지 않는다.
경화수지의 전기적 성질이 매우 우수한 성질을 지닌다.
경화 수지의 기계적 성질이 우수하고 치수 안정성이 매우좋다.
기계 가공성이 좋은 것을 만들수가 있다.가소성, 내 마모성, 내수성, 내 약품성이 우수 저장 안정성이 높고 경화제를 혼합하지 않으면 기후, 온도에 관계없이 장기간의 보관이 가능하다.
단점으로는 황변현상(yellowing)이 일어나고, 경화시간이 길다. 또 결정성 polymer 나 극성이 없는 polymer에는 접착이 불량하다.
* 용도
상업적으로 경제성이 있어 광범위하게 이용되고 있는 에폭시는 고성능 항공기에는 섬유에 수지가 침투되어 있는 프리프레그 재료를 사용하는데 저온에서는 반응성이 없고 120℃~350℃의 온도에서 경화되며 고온에서 경화가 빠르게 일어나는 물성을 가지고 있어 사용이 간편하다. 튜브, 실린더, 탱크, 압력용기 등의 제조에는 필라멘트 와인딩법을 쓴다.
금속, 목재, 시멘트, 유리, 플라스틱 등 거의 모든것에 집착시킬 수 가 있고, 이종 물질 간의 접착에도 사용할 수도 있다.
종류 및 내식성수지 화학구조식 및 특성
* 노보락형 비닐에스테르 타입(Novolac Vinylester Type. 에폭시 아크릴레이트) 노보락 구조의 특징은 페놀 수지와 유사하며 초내식, 초내열, 높은 열변형 온
도 (160℃ ,기계적성질이 우수함)
* 비닐에스테르타입(Vinylester Type, 에폭시 아크릴레이트)
말단 이중 결합에서 완전균일한 경화(화학정항이 큰 구조)가 이루어진다.
* 비스페놀 타입(Bisphenol Type)
올소 타입보다 상대적으로 에스테르기가 적고 비스페놀골격의 화학 저항성으
로 내열성이 우수하고 고내식서을 지님.
* 이소타입(Iso Type)
이소 타입은 입체 분자 배열을 갖기 때문에 구조적으로 화학 침해를 막아주는
역하을 한다. (내열,내식성이 우수함)
프란수지
푸란수지는 푸르푸랄수지.푸르푸릴알코올 수지등 푸란고리를 함유한 합성수지의 총칭으로서 열경화성 수지이므로 가열에 의해 경화하지만 무기 또는 유기산류 등을 사용해서 경화시키는 것도 가능하다. 주로 제조되는 것은 푸르루릴알코올 수지이다. 푸르푸릴알코올을 적은 양의 산을 함유한 수용액으로 만들어 가열한 다음 수분을 제거하면 90% 가까운 양의 제 1차 수지를 얻는다. 액상이므로 수지 시멘트로서 흑연.석고제품.목재 드의 함침용으로 사용된다. 또 최근에는 요소.포름알데히드.푸르푸릴알코올 세 성분의 것이 사용된다.
열에 의해서 경화하는데 항상 검정색이며, 내수성 접착제로 쓴다. 또 흑연제품에 푸르푸릴알코올을 함침시킨 뒤 1,000℃ 이상에서 탄화시키면 투과성이 특히 낮은 제품이 되는데, 이것은 푸란수지의 특수 용례이다.
* 특성
내약품성, 내열성, 내용제성, 내마모성이 우수하고, 전기특성도 페놀수지 정도의 성능을 나타낸다.
이러한 특성을 살려서 내식전기 절연재료로서도 우수한 것이 만들어진다. 방식라이닝, 방식장치부품 또는 적층판 등 각각의 용도에 따라서 강화재료로서 카본, 자기분, 유리포 아스베스트 등이 사용된다. 또한 푸란수지의 내식성, 내열성을 이용해서 카본, 그래파아트 등의 다공질 재료에 수지를 함침경화시킨 것은 그 강도의 증가와 함께 불침투성이 생기므로 화학장치용 재료로서 매우 우수한
재료이다.
폴리이미드와 폴리벤지미다졸등
310℃~380℃까지의 열안정성을 필요로 하는 실용분야에서는 일반적으로 에폭시수지보다는 폴리이미드수지 또는 폴리벤즈이미드다졸(PBI)수지를 사용하고 있다. 폴리이미드와 PBI수지는 에폭시수지에 비해 가격이 비싸나, 우수한 성능을 가지고 있기 때문에 우주항공 분야에 주로 사용되고 있다. 폴리이미드는 질소와 두 개의 카르보닐기를 갖는 고리형 작용기로 이루어져 있다. PBI는 두 개의 질소를 포함한 5원환이며 벤젠고리에 겨합되어 있다. 이미드와 PBI 작용기는 평면구조로서 매우 견고하기 때문에 이들 작용기를 갖고 있는 고분자 물질은 강도가 높고 열에 안정하다. 방향족 작용기가 이미드에 결합되어 내열성과 강도를 더욱 향상시킨다.
* 비스말레이미드(Bismaleimde, BMI)수지 :
부가중합수지의 하나의 형태는 비스말레이미드 유도체를 포함하는 반응으로 말레인산이 폴리에스테르 반응에서 스티렌과 가교되는 것과 마찬가지로 말레이미드기를 가지는 원료의 탄소-탄소 이중결합이 올레핀에 있는 탄소-탄소 이중결합과 반응하는 것과 방향족 디아민이 말레이미드의 탄소-탄소 이중결합에 첨가되는 Michael 반응이다. 두 경우 모두 올레핀 또는 디아민이 이미드 분자와 가교를 형성하여 가교구조가 생기는 반응이다.
BMI 수지의 장점은 다른 폴리이미드와 비교할 때 성형 온도가 낮다는 점이다.
보통 이 수지는 177℃에서 경화시키며, 이는 에폭시 수지와 같기 때문에 에폭시 수지와 동일한 수치로 성형이 가능하다. 그러나 에폭시 수지와 같기 때문에 에폭시 수지와 동일한 장치로 성형이 가능하다. 그러나 에폭시 수지보다 훨씬 좋은 물성이 나타나도록 하기 위해 246에서 경화시켜 중합을 완결시킨다. 이미드가 반응하여 복합체를 생성할 때 이미드에 BMI수지가 가해지므로 휘발성 분 제거와 굳어짐에 따른 문제점들은 없어지게 된다. 더욱이 대부분의 BMI수지의 점착성과 성형성이 상당히 우수한 것은 반응물이 액체성분이기 때문이다.
* 폴리벤즈이미다졸(PBI)수지 :
PBI수지는 폴리이미 수지만큼 널리 보급되고 있지는 않지만 우수한 물리적, 열적 성질을 갖는다.PBI수지를 사용할 경우 문제점으로 원료가 고가인 점,수지의 합성과정이 까다롭다는 점, 복합재료로서 제조방법의 어려움, 출발물질의 독성 등을 들 수 있다. 문제점들 중 일부는 완화되어 현재는 PBI수지가 상업적으로도 경쟁력을 갖고 있다. 이 수지는 417℃ 이상의 Tg를 갖는 열가소성 수지이다. PBI수지는 독성이 있어 상당한 주의를 필요로한다.
열가소성 수지
열가소성 수지는 경화 과정을 필요로 하지 않으며, 열과 압력을 가하여 성형시킨 뒤 단지 냉각만 시키면 되는 비반응성 고체이다.
열가소성의 성질으로는 용융점도는 높고, 섬유침투가공의 어려움, 프리프레그의 점착성이 없고,
프리프레그의 드레이프가
좋지 않고, 성형 싸이클은 15초~6시간, 성형온도는 700°F, 기계적 특성은 양호하다.
일반적인 공업용 열가소성 수지: 일상생활에서 주로 사용되고 있는 공업용 플라스틱( 폴리에틸렌, 나일론, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보이네이트, 아크릴 등)은 자체의 강도와 인성을 향상시키기 위해 강화재를 사용한다. 열가소성 수지에는 보통 미리 섬유상 또는 입자형 강화재가 첨가되어 있다. 복합재료에 포함되어 있는 입자형 강화재는 광물인 반면 가장 일반적인 섬유형 강화재는 유리섬유이다. 일반적인 보강 플라스틱으로는 나일론, 아세탈, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리술폰, 폴리염화비닐(PVC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트, 임펙트 폴리스티렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)등이 있다. 이러한 수지들은 보통의 열가소성 수지보다 높은 온도에 견디므로 기어, 구조물 등 다양한 엔지니어링 분야에 이용되고 이를 엔지니어링 열가소성 수지라 부르기도 한다. 열가소성 복합재료의 물성은 강화재의 양과 강화재의 길이에 의존한다. 열가소성 수지를 매트릭스로 이용하는 경우 큰 장점은 성형공정이 종류에 따라 다양하고 제조시간도 일반적으로 열경화성 수지에 비해 훨씬 짧다
.
* 열가소성 수지는 점도가 높아서 강화재를 적시기 매우 어렵다.
온도가 증가함에 따라 점도는 낮아지지만, 충분히 낮은 점도에 도달하기 전에 분해가 일어나므로 온도를 무작정 높일 수도 없다. 따라서 일반적으로 높은 압력이 사용된다.
이러한 문제을 완화시키기 위한 방법으로 열가소성 수지의 전단응력민감성(shear sensitivity)을 이용하는 것이다.
열가소성수지의 용융액은 비뉴톤성 유체이므로 강화재를 높은 전단력을 만드는 조건 아래의 고온에서 수지를 침투시켜 복합재료를 만든다.
* 고성능 열가소성 매트릭스:
몇 가지의 특이한 열가소성 수지가 복합재에 사용되기 위해 개발되었다. 이러한 수지는 일반적인 공업용 열가소성 수지보다 열적, 기계적 성능이 훨씬 우수하지만 비싸다. 고성능 열가소성 수지 중 가장 대표적인 것으로서는 폴리에테르케톤(PEEK)과 그 유도체 그 리고 이미 논의된 열가소성 폴리이미드 수지이다.
* PEEK와 같은 수지의 이름은
벤젠고리 사이에 연결되어 있는 결합의 형태로부터 붙인 것으로서 에테르와 에테르 다음에 케톤 결합을 갖고 있어 폴리에테르 에테르케톤이라 부르게 되었다.
대부분의 열가소성 수지는 물에는 아무런 영향을 받지 않는다. 그러나 고온의 기름에는 영향을 받는 것이 있다. 그러나 폴리머는 완전히 결정이 아니고, 부분적으로 무정형 영역도 존재하므로 무정형 영역의 영향 또한 살펴볼 필요가 있다. 이러한 형태의 열가소성 폴리머는 열경화성 수지보다 훨씬 나은 신장률을 보이며(30%~100% 대 1%~10%), 이 결과 강성과 충격강도가 더욱 나아진다. 강성은 고온에서 더욱 뚜렷해지기 때문에 실제로 저온에서 열가소성수지는 깨지기 쉽다.
BMC
1. 열경화성형 재료
전기절연성, 칫수안정성, 강도등의 여러물성이 온도,습도의 변화등 다양한 환경하에서 안정되고 우수한 난연성을 갖는 플라스틱 재료인 포리에스터수지 성형재료는 다양한 요구에 맞추어 풍부한 품종이 생산가능하다.
SMC
SMC는 상하의 금형 사이에 넣어 압 력과 열로 성형하는 데, 온도는 120~180℃정도이며, 압력은 5.5~17MPa(800~2,500psi)정도이다. 성형식간은 제품의 두께, 금형 혼도, 촉진제 배합량에 따라 달라지며 일반적으로 1~4분 정도이다. 경화 완료된 제품은 후가공을 통하여 완성된다. 이 공정은 생산성이 높고, 복잡한 부품을 일체로 단번에 성형할 수 있다는 장점도 있다. 그러나 요구 압력이 높은 관계로 대형 프레스가 필요하고 금형의 제작비가 높으므로 대량생산의 경우에 적용된다. SMC-CR은 연속섬유와 Random섬유를 복합하여 사용하는 것이며, SMC-D는 단섬유를 방향성이 있도록 배열시킨 것인데 각각의 특성에 맞게 응용하여야 한다.
*이용분야 :
건자재,물탱크, 문, 문틀, 변기, 욕조 및 욕실 내벽, 가전제품, 사무용기기 및 자동차용 부품등
LMPC(Low Pressure Molding Compound)
LPMC는 기본적으로 통상적인 SMC와 비교해서 무엇보다도 성형 압력이 1.03MPa정도로 낮고 수지 유동 특성이 아주 우수한 장점이 있다. LPMC의 핵심 성분은 Scott Bader에 의해 제조된 결정성(crystalline) 불포화 폴리에스터이다. 이 수지는 용융점이 약 55℃로 상온에서 고체 상태이다. 이 온도에서는 결정성 폴리에스터는 액체 상태로 LPMC 전체에 고루 퍼지게 된다. 그 다음 복아재를 함침시킨 후 상온으로 냉각시키면 이 수지는 고체 상태로 되돌아가게 된다. SMC와 비교해서 두가지의 차이점으로 첫째는 산화물계 증점제를 사용하지 않는 다는점이고, 둘째는 결정성 폴리에스터는 formulation에 첨가되는 것이 아니라 기존의 불포화폴리에스터의 사용량만큼 채체한다는 것이다. 결정성 폴리에스터의 양은 응용 제품에 따라 달라지고, 요구되는 증점도에 따라 달라진다.
GMT(Glass Mat Reingorced Thermoplastics)
GMT는 여러 종류의 열가소성 수지를 기지로 하고 서로 다른 길이와 방햐을 가진 유리섬유로 보강한 복합재료를 의미한다.GMT는 비용 효율이 높고 대량 생산에 적합하며, 복잡한 형상이나 대형 부품 생산에 주로 사용된다. 기지재료로 비교적 가격이 저렴한 폴리프로필렌(Polypropylene)을 사용하면 자동차 부품의 대량생산의 응용 가능성은 높아진다.
* 이용분야 :
자동차용 : FRONTEND, BUMPER, SEAT BACK, UNDER COVER, BATTERY TRAY,
KNEE BOLSTER, MUD GUARD 건자재용으로는 거푸집이 있고, 기타 CONTAINER 수도 계량기 COVER드이 있다.
* 특성 :
경량화, 충돌에너지의 흡수성이 우조립성이 우수, 내부식성 우수, 강성.복원성 우수탄성 내충격성 우수, 차음.제진성우수, Recycle가능을 들 수 있다.
복합재료 성형물 물성표
* 폴리에스테르+ 유리섬유
* 에폭시+유리섬유
* 에폭시+탄소섬유
* 페놀+유리섬유
* 에폭시+아라미드섬유
* 특수복합체
* 페놀+면=유리섬유+에폭시=성형물
우레탄
우레탄계 합성고무에는 폴리에스테르계와 폴리에테르계가 있다. 폴리에스테르계는 프로필렌글리콜과 에틸렌글리콜을 아디프산과 반응시켜 폴리에스테르로 만들고, 양단에 OH기를 가진 분자량 3,000까지의 것을 나프탈렌-1, 5-디이소시안산으로 우레탄화시킴과 동시에 고분자로 만든 것이다.
또 폴리에테르계는 산화프로필렌에 얼마간의 산화에틸렌을 섞어서 먼저 폴리에터르로 하고, 그 양끝의 OH기를 톨루일렌디이소시안산과 반응시켜 고분자량의 폴리우레탄으로 만든 것이다.
내오존성, 내마모성이 좋은 합성고무가 되며, 차동차 타이어도 만든다.
가정에서 사용되는 침구 매트리스도 폴리에테르계 폴리우레탄에 기포가 들어 있는 우레탄폼이 이용된다.
폴리우레탄은 수산기와 이소시아네이트기의 반응이 주반응이나 이소시아네이트의 반응성이 매우 강하기 때문에 다음의 여러 가지 부반응이 동시에 수반된다. 특히 부반응 중 물과의 반응은 탄소가스가 생성되어 발포체의 제조에 활용되며, 디이소시아네이트의 트라이머(trimer)의 생성은 추가의 가교 구조로서 내열성을 높이기 때문에 폴리이소이아누레이트(polyisocyanurate) 발포체의 주 반응으로 활용되고 있다. TDI, MDI등 디이소시아네이트는 독성이 있으나 대기 중의 수분과 격렬히 반응하기 때문에 잔류 이소시아네이트가 제품 중에 거의 없어 제품의 독성은 문제가 되지 안는다.
**자료출처**
http://jj.koreasme.com/noname1.htm
플라스틱 종류 및 비중
|
재 료 명
|
비중
|
재 료 명
|
비중
|
|
염화 비닐수지 경질 |
1.35~1.45 |
염화 비닐 연질 |
1.16~1.35 |
|
염화비닐 충진제 |
1.3~1.7 |
초산 비닐 수지 |
1.18~1.2 |
|
비닐 부틸랄 수지 |
1.05~1.2 |
비닐 포르말 수지 |
1.2~1.4 |
|
비닐 카르바졸 수지 |
1.2 |
염화 비닐덴 수지 |
1.68~1.75 |
|
폴리에틸렌 저밀도 |
0.91~0.925 |
폴리에틸렌 중밀도 |
0.926~0.94 |
|
폴리에틸렌 고밀도 |
0.941~0.965 |
폴리프로필렌 수지 |
0.90~0.91 |
|
폴리 스티렌 수지 |
1.05~1.07 |
스티렌 공중합체(AS) |
1.08~1.00 |
|
스티렌 공중합체(ABS) |
0.99~1.10 |
스티렌 공중합체(MMA=S) |
1.13~1.15 |
|
메타크릴 수지 |
1.19 |
폴리아미드 |
1.09~1.14 |
|
폴리카보네이트 |
1.20 |
아세탈 수지 |
1.425 |
|
염화 폴리에에테르 수지 |
1.41 |
불소 수지 |
2.1~2.2 |
|
페놀 수지 성형재료 수분등 |
1.27~1.42 |
페놀 수지 성형재료 무기질 |
1.77~1.8 |
|
페놀 수지 성형재료 나일론 |
1.20~1.23 |
페놀 수지 성형재료 紙 |
1.34~1.38 |
|
페놀 수지 성형재료 布 |
1.29~1.38 |
페놀 수지 성형재료 아스베스트 |
1.78~1.82 |
|
페놀 수지 성형재료 그라파이트 |
1.34~1.38 |
페놀 수지 積層板 紙, 布 |
1.3~1.4 |
|
페놀 수지 積層板 아스베스트 |
1.6~1.8 |
페놀 수지 적층판 글라스 |
1.8~2.0 |
|
페놀 수지 적층판 나일론 |
1.2~1.3 |
유리아 수지 성형재료 a-셀룰로오스 |
1.47~1.52 |
|
멜라민 수지충진제무 |
1.48 |
멜리민 수지 성형재료 a-셀룰로오스 |
1.47~1.52 |
|
멜라민 수지 성형재료 아스베스트 |
1.70~2.00 |
멜라민 수지 성형재료 글라스 섬유 |
1.9~2.00 |
|
멜라민 테르 수지 충진제무 |
1.10~1.36 |
멜라민 테르 수지 성형재료 글라스섬유 |
1.36~2.10 |
|
멜라민 테르 수지 광물질 |
1.8~2.3 |
멜리민 테르 수지 성형재료 아스베스트 |
1.65 |
|
어닐린 수지 |
1.20~1.25 |
디알틸프탈레다트 수지 |
1.30~1.90 |
|
에폭시 수지 글라스 섬유 |
1.70~2.00 |
에폭시 수지 紙 |
1.3 |
|
실리콘 수지 글라스 섬유 |
1.6~1.9 |
실리콘 수지 아스베스트 |
1.75 |
|
푸란 수지 글라스 포 |
1.65~1.85 |
키실린 수지 지, 포 |
1.35~1.36 |
|
키실린 수지 글라스 포 |
1.86 |
아크릴 수지 |
1.18 |
|
폴리 비닐 알코올 |
1.26~1.30 |
폴리 에스테르 수지 |
1.38 |
|
양모 |
1.31 |
면사 |
1.55 |
플라스틱에 대한 이해
플라스틱의 개념
플라스틱은 열이나 압력, 또는 열과 압력을 함께 가했을 때, 녹아서
유동성을 가지게 되는 고분자 물질을 주원료로 하는 재료임.
플라스틱 재료종류
금속
1. 금속이란 금속결합을 가지고 있는 물질로서 원자가 1인 원자들(Li, Na, K 등)로 구성되는 결정들을 칭함
2. 높은 강도와 낮은 신율성
3. 높은 내열성 및 내한성과 불연소성을 가지고 있음
4. 산에 의해 부식됨
세라믹
1. 세라믹이란 무기 물질을 높은 온도의 가마에서 구워낸 재료를 칭함
2. 높은 내열성과 잘 깨지는 취성이 있음
3. 일반적으로 낮은 강도와 낮은 신율을 나타냄
4. 불연소성이며 거의 모든 용매에 대하여 불용성임
플라스틱
1. 고분자량의 유기화합물을 필수 성분으로 포함
2. 우수한 성형성이 가장 큰 특징임
3. 일반적으로 낮은 강도와 높은 신율을 나타내며 내열성 및 내한성이 낮고 연소성이 있음
4. 용매에 대하여 불용성인 경우와 용해성인 경우가 있음
- 플라스틱의 종류 -
플라스틱에는 다음과 같은 것들이 있다.
⑴ 혼성중합물(copolymer) : 플라스틱의 본체인 고분자화합물의 구조를 변화시킴으로써 새 플라스틱이 탄생한다. 에틸렌과 아세트산비닐로부터의 혼성중합물은 가공하기 쉽고 고무의 성질까지 띠는 것을 얻는다. 아세트산비닐을 15∼20% 정도 함유하는 염화비닐수지는 LP레코드를 만드는 데 있어서 불가결한 것이다. 아크릴로니트릴과 부타디엔을 함유하는 폴리스티렌은 ABS수지로서 내충격성(耐衝擊性)이 강한 플라스틱이며, 자동차의 차체까지 제조할 수 있다. 혼성중합물에는 교호(交互) 혼성중합체·블록 혼성중합체(block copolymer)·그라프트 혼성중합체(graft polymer) 3종의 것이 있다.
이 중에서 교호 혼성중합체는, 예를 들면 NBR(⇒합성고무)에서 아크릴로니트릴과 부타디엔을 교대로 배열시킴으로써 내열성을 향상시켰다. 블록 혼성중합체는 새로운 탄성재료(elastomer)를 출현시켰다. 스티렌과 부타디엔으로 제조되며, 예컨대 사출성형된 것은 고무탄성을 지니고 있다. 그라프트 혼성중합체의 예로는 폴리염화비닐에, 예컨대 폴리에스테르를 분지로 함으로써 내충격성이 큰 염화비닐수지가 제조되고 있다.
⑵ 블렌드폴리머 : 2종류 이상 고분자를 섞어서 반죽한 것으로서, 예컨대 염소화한 폴리에틸렌(염소 함유량 35% 전후가 많다)을 폴리염화비닐에 섞으면 염화비닐수지는 가공성이 향상하고 내충격성도 증가한다.
⑶ 복합재료 : 블렌드폴리머도 포함되지만 본래는 특히 강화(强化) 플라스틱을 가리킨다. 불포화 폴리에스테르를 유리섬유와 함께 중합시켜 경화시킨 성형물은 섬유강화플라스틱(FRP:fiber reinforced plastics)이라고 하며, 욕조·정화조, 5t 이하의 보트, 건축재료 등에 이용된다. 최근에는 FW(filament-winding)법에 의한 FRP가 고안되었으며, 그 인장강도는 1cm2당 9,000kg이나 되어 보통 강(鋼)의 9,500kg에까지 이르렀다. 그러면서도 비중은 강의 7.8에 대하여 불과 2에 지나지 않는다. 지름 2m가 넘는 이음매 없는 송유관도 제조할 수 있다. 유리섬유 대신에 합성섬유·무기충전물이 사용되는 것도 있다.
⑷ 플라스틱 합성지 : 플라스틱(폴리스티렌과 폴리에틸렌이 많다)을 불투명하게 하기 위하여 충전제를 섞어 박막(薄膜)으로 만들어 인쇄하기 좋도록 표면에 거친 구멍을 내거나, 이러한 것을 도포 또는 적층(積層)하는 방법과, 거품[發泡] 플라스틱의 얇은 것을 사용하는 방법이 있다. 현재는 특히 아트지 대용으로 쓰이고 있지만, 일반 지류(紙類)에도 적용될 수 있게 될 것이다.
⑸ 발포 플라스틱 : 기포가 있는 경량 플라스틱을 말한다.
⑹ 합성목재 : 비중이 0.7~0.9가 되도록 ABS수지를 약간 발포시킨 것이다. 난연성(難燃性)으로 하기 위해 같은 양의 폴리염화비닐과 혼합한 것과 또한 폴리스티렌도 원료가 된다. 가공법에 따라 나뭇결에 가까운 무늬를 낼 수도 있다. 세로축의 휨강도나 휨탄성률은 비중이 같은 목재의 1/5 정도라도 가로축의 휨강도나 휨탄성률은 거의 같다. 합성목재는 원하는 크기나 형태의 것을 쉽게 직접 성형할 수 있고, 접착에 의해서 짜맞출 수도 있으며 도장(塗裝)도 간단히 되는 이점을 가지고 있다.
⑺ 플라스틱 반도체 : 유기반도체의 하나로 전기의 전도도(傳導度)가 양도체(良導體)와 절연체의 중간값을 나타내는 플라스틱이다.
⑻ 감광성중합체 : 빛에 의해서 중합하여 그 부분만이 용제에 녹지 않고 잔존하는 것을 이용하는 것으로서, 인쇄판에 널리 사용된다.
⑼ 광전도성 중합체 : 빛이 조사된 곳만 전기전도성이 생기는 것으로서, 폴리비닐카르바졸계의 것이 많다. 전자사진계(電子寫眞系)의 인쇄에 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
⑽ 내열 플라스틱 : 단시간이면 1,000℃에도 견디는 것이 제조되고 있다. 폴리이미드·폴리벤츠이미다졸·폴리아미드이미드 등으로 불리는 플라스틱이다.
⑾ 접착제에의 응용 : 고분자화학의 발달과 더불어 접착력이 강력해지고 응용범위도 넓어졌다. 시아노아크릴레이트계·에폭시계 등에 의한 철과 철의 접착은 접착면적 1cm2 당 250~300 kg이라는 큰 힘을 보이게 되었다. 부분적으로 용접(鎔接)을 대신할 수 있는 힘을 가지게 되었다고 할 수 있을 것이다.
2) 플라스틱의 종류에 따른 용도
(1) 열가소성 플라스틱 용도
① 폴리염화비닐 수지
폴리에틸렌 수지와 가장 많이 쓰이는 플라스틱. 가격이 저렴.
가소제의 첨가 정도에 따라 유연한 정도를 조절 가능함.
② 폴리에틸렌 수지
③ 폴리스티렌 수지
무색으로 투명하며, 가시광선의 투과율이 아크릴 다음으로 우수함.
충격에 약한 결점이 있음
④ 폴리프로필렌 수지
⑤ 나일론 수지 (폴리아미드 수지)
⑥ 아크릴 수지
(2) 열경화성 플라스틱 용도
① 페놀 수지 : 값이 싸고 견고하여, 잘 부서지지 않음, 견고성, 전기절열성, 접착성우수
② 멜라민 수지 : 단단하며 착색성, 내수성, 내약품성, 내열성이 우수, 독성이 없음
③ 요소 수지 : 착색이 잘 되며 변형이 쉬움
④ 에폭시 수지 :기후변화에 대한 저항이 크며 접착성 우수
⑤ 불포화 폴리에스테르 수지 : 강도변화가 크고 온도변화에 대한 저항 우수
플라스틱의 성질에 따른 용도
(1) 가벼운 성질의 이용 :
플라스틱은 금속보다 상당히 가볍기 때문에 주방용 용기, 식기류, 가전제품에 활용.
오늘날 자동차 및 항공기에 사용 - 강하면서 가벼워 연료소모 절감의 장점
(2) 열을 차단하는 성질의 이용 :
플라스틱은 열을 차단하는 성질이 있어 보온밥통, 아이스 박스, 플라스틱 컵에 활용. 발포제품 ⇒ 플라스틱에 기체를 넣어 많은 구멍이 생기도록 만든 제품임.
예) 플라스틱폼 : 건축자재로 널리 사용됨. 스티로폼, 발포 우레탄 수지 등이 있음.
(3) 충격을 흡수하는 성질의 이용 :
플라스틱은 외부에서 물리적인 힘이 가해졌을 때에 이 힘을 적당히 흡수하는
성질이 있음. 예) 방석·매트리스·의자·스펀지·포장재 등이 있음
(4) 전기가 통하지 않는 성질의 이용 :
대부분 플라스틱은 전기를 통하지 않음.
폴리에틸렌 수지는 절연성이 뛰어나고 유연하기 때문에 전선 피복으로 사용
페놀 수지는 전기회로 기판, 전기 절연 재료 부품으로 사용됨
(5) 투명한 성질의 이용 :
폴리스티렌 수지나 아크릴 수지는 유리처럼 투명하게 만들면 빛을 잘 통과시키므로
유리 대용품으로 많이 사용됨.
유리와 달리 쉽게 깨어지지 않는 장점이 있어 식품용기, 비행기 및 선박의 유리창,
콘택트 렌즈, 가정용 전등, 가로등 케이스로
플라스틱의 제일 큰 문제점은
환경호르몬이랍니다.
환경호르몬은 인간에게 정말 치명적입니다,
불임이나 암같은 병에까지 도달할수도 있거든요..
그래서 해결방안은 오로지 플라스틱 사용을 절제하는게 좋습니다.
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플라스틱 [plastic]
요약
가열·가압 또는 이 두 가지에 의해서 성형(成型)이 가능한 재료, 또는 이런 재료를 사용한 수지제품(樹脂製品)으로, 1868년 미국 하이엇이 상아로 된 당구공의 대용품으로 발명한 셀룰로이드가 최초인데, 열가소성과 열경화성으로 크게 구분된
본문
↑ 플라스틱원료의 개략 /
가소성(可塑性:plasticity) 물질 또는 플라스틱스라고도 한다. 천연수지와 합성수지(synthetic resin)로 크게 구별되며, 보통 플라스틱이라고 하면 합성수지를 가리킨다. 플라스틱은 최종적인 고형(固形)이며 분자량이 많은 것이 되지만, 거기에 이르는 제조공정의 어떤 단계에서 유동성을 가지며, 이 때 성형이 이루어지는 것이라야 한다.또 원칙적으로는 유기화합물로서 고분자화합물이 될 수 있는 것이지만, 이러한 것을 본질적 성분으로 하는 재료 전반을 포함해서 플라스틱이라고 한다. 1868년 미국 하이엇이 상아로 된 당구공의 대용품으로 발명한 셀룰로이드가 세계 최초의 플라스틱이다. 그 후 베이클랜드가 1909년 발명한 페놀포르말린 수지(베이클라이트)가 이를 대체하였으며, 이것이 외관상 송진(resin)과 비슷했기 때문에 일반적으로 합성수지라고 하였고, 이런 연유로 그 후 인조재료를 합성수지라고 하게 되었다.
그러나 천연수지와 다른 인조재료가 많이 출현함에 따라 점차 그리스어인 플라스티코스(plastikos:성형하기 알맞다는 뜻)에서 유래하는 플라스틱이라는 이름으로 불렸다. 플라스틱은 일반적으로 두 그룹으로 크게 구별된다. 하나는 고분자로서 가열에 의해서 유동성을 가지게 되어 성형이 되는 열가소성 플라스틱(열가소성수지)이고, 또 하나는 저분자이지만 형(型) 속에서 가열·가압되는 동안에 유동성을 가지고 화학반응에 의해서 고분자화되어 그 후 가열해도 유동성을 가지지 않는 열경화성 플라스틱(열경화성수지)이다. 플라스틱은 고분자 형태에 따라 대별할 수도 있다. 합성고분자 화합물로 사용되는 것에 합성섬유를 포함하는 화학섬유 및 고무가 있으며 선상고분자(線狀高分子)는 섬유·플라스틱·고무로 된다. 또 분자와 분자가 서로 끌어당기는 힘은 고무가 가장 약하고 섬유가 가장 강하다.
플라스틱의 선상고분자 성질
본문
고분자가 재료로서 사용 가능한 것은 분자량이 크기 때문이며, 플라스틱 ·고무 ·섬유는 수만 내지 수십만의 분자량을 가진다. 저분자는 대체로 저온에서 결정성인 고체이지만 가열하면 일정 온도에서 액체가 된다. 그러나 고분자화합물은 일부에 비결정성 부분을 포함하기 때문에 양상이 달라진다. 따라서 고분자화합물은 유리전이점(glass transition temperature)를 지나면 고분자가 마이크로브라운 운동(micro-Brawnian motion)을 할 수 있게 된다. 따라서 유리전이(Tg)점 이상에서 비로소 고분자의 모임에 힘을 가하면 형태를 변화시킬 수 있다. 어떤 형태를 지니는 고체에 작은 힘을 가해서 형태를 변화시킬 수 있는 성질을 가소성이라고 하는데, Tg점 이상에서 이 성질을 발휘시키는 것이 가능해진다.
온도를 더 올리면 녹는점에 도달하여 집합해 있던 분자가 흩어져서 자유로이 움직일 수 있게 되는(마이크로브라운 운동) 온도를 말한다. 따라서 고분자의 집합체는 작은 힘으로 마음대로 변형시킬 수 있다. 여기서 온도를 더 올리면 고분자이므로 점조(粘稠)한 액체가 된다.
플라스틱이라는 고분자재료를 성형하기 위해서는 어느 단계에서 유동성을 가지게 되어 형의 구석구석까지 침입해 들어가야 하는데(이것은 변형을 수반한다), 적어도 Tg를 넘은 곳, 작업을 위해서는 녹는점을 넘은 곳에서 행하여야 한다는 것은 명확하다. 가령 유리전위점인 Tg 이하에서 힘을 가한다면 여기는 마이크로브라운 운동이 불가능한 범위이므로 플라스틱은 파괴된다. 이것이 취화점(脆化點:brittle point)이라고 하는 점인데, 그 실측값은 Tg와 거의 같다. 그러므로 Tg라는 온도는 플라스틱에 있어 중요한 성질의 하나이다.
폴리에틸렌 ·아크릴은 수분(水分)을 흡수하지 않으므로 물에 젖어도 Tg는 거의 저하하지 않으나, 양모(수분흡수율 20%) ·무명(8%) ·레이온(12%)에서 Tg는 0℃까지 저하하므로, 비오는 날에 의복에 주름이 많이 지는 것은 이 때문이다.
고분자화합물의 기계적 성질도 중요하므로, 양쪽에서 Wkg의 힘으로 잡아당겼을 때의 예로서 시료의 단면적을 Acm2라고 할 때 변형력은 W/A(kg/cm2)로 표시된다. 변형은 처음 길이 1cm에 대하여 Δℓcm2 늘어났다고 했을 때 Δℓ/ℓ로 표시된다. 원점 O에서 P점까지는 직선이며, 가해진 변형력에 비례하여 늘어난다.
후크의 법칙에 따라 완전탄성(完全彈性)을 보이는 구간에서 힘을 제거하면 원래의 길이인 O점으로 돌아간다. 이 사이의 관계는 로서 표시되며, 이 E는 재료의 굳기[硬度]를 나타내는 것으로 생각해도 좋다(영률은 탄성률이라고도 한다). P점을 지나면 차차 작은 힘에 의해서도 늘어나기 쉽게 되고, E점에서는 그 힘에 저항하지 못하고 늘어난 채로 있게 된다. P점이 탄성한계로서 분자 사이의 어긋남이 일어나기 시작하며, E점에서 C점에 이르기까지 어긋날 수 있는 것은 모두 어긋나고 만다. 어긋난다는 것은 분자 상호간의 상대적 위치가 변하는 것을 말한다. 이 E점이 항복점(降服點:yield point)이며, 이것에 상당하는 변형력 S를 항복치(降服値)라고 한다.
따라서 P점 이상에서는 변형력을 제거해도 이제는 원점으로 돌아가지 않는다. 즉, 영구변형을 남긴다. C점부터는 또 얼마간의 힘이 필요하게 되며, 신도(伸度) εr에 해당하는 F점에서 절단되고 만다. 이에 상당하는 변형력 Sr는 파괴강도(ultimate strength)이며, 인장력(引張力)으로서 표시되는 것은 이 Sr이다.
위에서 말한 바와 같이 P점 이상, 예를 들면 D점에서 연신(延伸)을 중지하고 힘을 제거해도 εd만큼의 신장은 남는다(영구변형). 100% 모듈러스(modulus)라는 것은 Δℓ/ℓ이 1이 될 때(예를 들어 이것을 D라고 하면)의 DO직선과 가로축이 이루는 각의 탄젠트이다. 이상에서 항복점 E부터 이후 F까지 사이가 가소성을 나타내는 부분이며, 힘을 제거해도 εd의 변형이남는다.
이와 같이 약간의 힘에 의해서 변형이 생기는 것은 소성(塑性) 흐름(plastic flow)이 일어나기 때문이며, 빙엄유동이라고도 한다(E.C.빙엄이 1922년에 보고하였다). 이 변형은 분자간이 서로 미끄러지는 유동과 탄성이 조합되어 있으며, 이와 같은 선상고분자의 기계적 거동을 추구하는 과학을 점탄성(粘彈性)에 관한 과학, 즉 레올로지(rheology)라고 한다. 결정성의 대소도 성질과 크게 관계가 있다. 일반적으로 결정성이 커지면 비중이 커지고 단단해져서 연화점(軟化點)은 향상되고 인장력은 커지지만 신장은 작아지고 잘 부스러진다.
플라스틱의 제조
본문
↑ 플라스틱원료의 개략 /
플라스틱이라는 인조재료는 대부분이 석유이고, 다음이 천연가스, 그리고 일부는 석탄을 원료로 사용한다. 이것들로부터 분자량이 작은 원료(이것을 단위체라고 하는 경우가 많다)를 먼저 합성하고, 이것을 고분자화하여 플라스틱 재료로 한다. 저분자를 고분자화하는 반응은 많으나, 대체로 다음 5종으로 나눌 수 있다.
① 중합반응(polymerization) : 폴리에틸렌·폴리프로필렌·폴리스티렌·폴리염화비닐·아크릴레이트계(系) 등 열가소성인 것의 대부분이 이 중합반응으로 제조된다. 중합반응에도 여러 가지가 있다. 반응열을 처리하기 위해서 물 속에서 행하는 에멀션 중합법[乳化重合法]과 서스펜션[懸濁]중합법은 특히 염화비닐의 경우에 흔히 사용된다. 또 용매(溶媒)를 사용하는 용액중합도 있다. 폴리에틸렌·폴리프로필렌이 특수한 치글러계 촉매를 사용해서 만들어지는데, 이것은 용액중합이라고 할 수 있다. 또 가압 하의 폴리에틸렌 제조나 어떤 종류의 폴리스티렌·아크릴레이트계는 그대로 개시제를 가해서 중합시킨다.
② 중첨가반응(polyaddition):우레탄계를 합성할 때 사용되는데 원자를 잃지 않고 첨가해간다.
③ 중축합반응(polycondensation):물이나 알코올과 같은 작은 분자를 방출하면서 고분자를 형성해 간다. 폴리카보네이트·불포화폴리에스테르·나일론 66 등이 이 방법으로 만들어진다.
④ 첨가축합(addition-condensation):페놀수지·요소수지 멜라민 수지·크실렌 수지 등 열경화성수지의 대부분이 이 방법으로 제조된다.
⑤ 기타 반응에 의한 고분자화:나일론 6 등 많은 내열성 수지의 제조 등은 여러 유기화학반응을 응용하여 고분자화된다. 고분자화합물 또는 고분자화될 수 있는 물질을 재료로 하여 성형함으로써 직접 사용되는 플라스틱 성형물이 된다. 이 성형재료는 목적에 따라 각종 혼합물로 이루어진다.
극단적인 예로서 폴리염화비닐로 만든 마루타일 등은 염화비닐수지 100, 충전제(석면과 점토계) 130, 가소제 9, 안료 5, 안정제 4(중량비율)의 혼합물을 수 mm의 두께로 한 것이다. 폴리에틸렌·폴리스티렌도 안료나 안정제가 반드시 혼입된다. 이들 혼합하는 것을 배합제(配合劑)라고 총칭한다.
플라스틱의 배합
본문
플라스틱 배합제 중 가소제(可塑劑:plasticizer)는 고분자 상호간에 침투하여 고분자 상호간의 강한 인력을 약하게 하여 마이크로브라운 운동을 하기 쉽게 만들기 때문에 가공온도는 저하하여 성형물이 말랑해진다. 또 가소제의 종류에 따라 내연성(耐燃性)·친수성(親水性)·내후성(耐候性) 등 성질의 변화를 기대할 수도 있다.
안정제(stabilizer)에는 열에 의해서 열화하는 성질을 향상시키는 것, 빛·산소·오존에 대해서 같은 작용을 하는 것으로서 내후성을 증가시키는 것, 산화방지제로서 특히 산소(공기)의 작용을 방지하는 것 등이 있다. 대전방지제(帶電防止劑)는 플라스틱이 대전되는 것(때로는 수만 V에 이른다)을 방지한다. 가공을 순조롭게 하기 위한 이형제(離型劑), 여기에 중량을 증가시키거나 새로운 성질을 부여하기 위한 충전제(充塡劑), 착색제(염료 및 안료), 곰팡이방지제 등도 중요한 배합제이다.
플라스틱의 성형가공
본문
플라스틱의 성형방법에는 압축성형·압출성형(押出成型)·사출성형(射出成型)·캘린더법 외에 여러 방법이 있다. 트랜스퍼 성형이라고 하는 것은 종래는 압축성형법으로만 행하여졌던 열경화성 수지의 성형을 위해서 고안된 것으로서, 형에 주입하는 1회분의 양만을 가열하여 부드럽게 하고, 사출성형과 같이 작은 구멍으로부터 형 속으로 유입시키는 것이다. 또 얇은 필름을 만드는 데는 T다이법이나 인플레이션법이 있다.
전자는 T자형의 하부로부터 밀어내어 옆으로 길게 뻗은 틈새 부분에서 필름을 끌어낸다. 인플레이션법은 얇은 원통상의 것을 상부를 향해서 밀어내면서 동시에 공기를 불어넣어 팽창시켜서 소정의 두께로 만들고, 마지막으로 절단하여 필름으로 한다. 이 밖에도 여러 방법이 고안되어 있다.
플라스틱의 종류
본문
플라스틱에는 다음과 같은 것들이 있다. ⑴ 혼성중합물(copolymer) : 플라스틱의 본체인 고분자화합물의 구조를 변화시킴으로써 새 플라스틱이 탄생한다. 에틸렌과 아세트산비닐로부터의 혼성중합물은 가공하기 쉽고 고무의 성질까지 띠는 것을 얻는다. 아세트산비닐을 15∼20% 정도 함유하는 염화비닐수지는 LP레코드를 만드는 데 있어서 불가결한 것이다. 아크릴로니트릴과 부타디엔을 함유하는 폴리스티렌은 ABS수지로서 내충격성(耐衝擊性)이 강한 플라스틱이며, 자동차의 차체까지 제조할 수 있다. 혼성중합물에는 교호(交互) 혼성중합체·블록 혼성중합체(block copolymer)·그라프트 혼성중합체(graft polymer) 3종의 것이 있다.
이 중에서 교호 혼성중합체는, 예를 들면 NBR(⇒합성고무)에서 아크릴로니트릴과 부타디엔을 교대로 배열시킴으로써 내열성을 향상시켰다. 블록 혼성중합체는 새로운 탄성재료(elastomer)를 출현시켰다. 스티렌과 부타디엔으로 제조되며, 예컨대 사출성형된 것은 고무탄성을 지니고 있다. 그라프트 혼성중합체의 예로는 폴리염화비닐에, 예컨대 폴리에스테르를 분지로 함으로써 내충격성이 큰 염화비닐수지가 제조되고 있다.
⑵ 블렌드폴리머 : 2종류 이상 고분자를 섞어서 반죽한 것으로서, 예컨대 염소화한 폴리에틸렌(염소 함유량 35% 전후가 많다)을 폴리염화비닐에 섞으면 염화비닐수지는 가공성이 향상하고 내충격성도 증가한다.
⑶ 복합재료 : 블렌드폴리머도 포함되지만 본래는 특히 강화(强化) 플라스틱을 가리킨다. 불포화 폴리에스테르를 유리섬유와 함께 중합시켜 경화시킨 성형물은 섬유강화플라스틱(FRP:fiber reinforced plastics)이라고 하며, 욕조·정화조, 5t 이하의 보트, 건축재료 등에 이용된다. 최근에는 FW(filament-winding)법에 의한 FRP가 고안되었으며, 그 인장강도는 1cm2당 9,000kg이나 되어 보통 강(鋼)의 9,500kg에까지 이르렀다. 그러면서도 비중은 강의 7.8에 대하여 불과 2에 지나지 않는다. 지름 2m가 넘는 이음매 없는 송유관도 제조할 수 있다. 유리섬유 대신에 합성섬유·무기충전물이 사용되는 것도 있다.
⑷ 플라스틱 합성지 : 플라스틱(폴리스티렌과 폴리에틸렌이 많다)을 불투명하게 하기 위하여 충전제를 섞어 박막(薄膜)으로 만들어 인쇄하기 좋도록 표면에 거친 구멍을 내거나, 이러한 것을 도포 또는 적층(積層)하는 방법과, 거품[發泡] 플라스틱의 얇은 것을 사용하는 방법이 있다. 현재는 특히 아트지 대용으로 쓰이고 있지만, 일반 지류(紙類)에도 적용될 수 있게 될 것이다.
⑸ 발포 플라스틱 : 기포가 있는 경량 플라스틱을 말한다.
⑹ 합성목재 : 비중이 0.7~0.9가 되도록 ABS수지를 약간 발포시킨 것이다. 난연성(難燃性)으로 하기 위해 같은 양의 폴리염화비닐과 혼합한 것과 또한 폴리스티렌도 원료가 된다. 가공법에 따라 나뭇결에 가까운 무늬를 낼 수도 있다. 세로축의 휨강도나 휨탄성률은 비중이 같은 목재의 1/5 정도라도 가로축의 휨강도나 휨탄성률은 거의 같다. 합성목재는 원하는 크기나 형태의 것을 쉽게 직접 성형할 수 있고, 접착에 의해서 짜맞출 수도 있으며 도장(塗裝)도 간단히 되는 이점을 가지고 있다.
⑺ 플라스틱 반도체 : 유기반도체의 하나로 전기의 전도도(傳導度)가 양도체(良導體)와 절연체의 중간값을 나타내는 플라스틱이다.
⑻ 감광성중합체 : 빛에 의해서 중합하여 그 부분만이 용제에 녹지 않고 잔존하는 것을 이용하는 것으로서, 인쇄판에 널리 사용된다.
⑼ 광전도성 중합체 : 빛이 조사된 곳만 전기전도성이 생기는 것으로서, 폴리비닐카르바졸계의 것이 많다. 전자사진계(電子寫眞系)의 인쇄에 유용하게 이용될 것으로 기대된다.
⑽ 내열 플라스틱 : 단시간이면 1,000℃에도 견디는 것이 제조되고 있다. 폴리이미드·폴리벤츠이미다졸·폴리아미드이미드 등으로 불리는 플라스틱이다.
⑾ 접착제에의 응용 : 고분자화학의 발달과 더불어 접착력이 강력해지고 응용범위도 넓어졌다. 시아노아크릴레이트계·에폭시계 등에 의한 철과 철의 접착은 접착면적 1cm2 당 250~300 kg이라는 큰 힘을 보이게 되었다. 부분적으로 용접(鎔接)을 대신할 수 있는 힘을 가지게 되었다고 할 수 있을 것이다.
플라스틱의 연소성
본문
근래에 건설재로서 플라스틱이 대량으로 사용되면서부터 화재시의 연기와 유독가스의 발생이 문제로 대두되었다. 폴리에틸렌·폴리프로필렌은 불에 잘 타서 이산화탄소(탄산가스)와 물로 되기 쉬우나 폴리스티렌은 매연을 대량으로 방출하여 잘 연소하지 않고, 특히 사용량이 많은 염화비닐수지는 난연성이며 유독가스를 발생한다.
발생하는 연기는 먼저 연기를 구성하는 입자의 크기와 수가 문제로 되는데, 목재는 550℃에서 연소시켰을 때 평균 지름 0.6μm의 입자를 1,200개 발생시키고, 염화비닐수지는 1.87μm의 큰 입자를 1,150개 발생시킨다. 다른 실험에서의 발연량(發煙量)은 단위 1ft3당 파운드수로 목재 48~60, 염화비닐수지 86, 페놀수지 76, 폴리스티렌 58이었다. 또 900℃에서 1g당 발생하는 가스의 그램수를 얻은 실험도 있다. 염화비닐수지에서는 유독가스인 일산화탄소 CO, 염산 HCl, 이산화탄소 CO2 등이 대량으로 나온다.
나일론(아크릴로니트릴계에서도)에서는 시안화수소산[靑酸] HCN도 미량이지만 발생한다. 플라스틱이 대량으로 사용되면서 화재시에 발생하는 이들 유독 연기의 대책이 중요시되고 있다. 동시에 폐기되는 플라스틱 처리문제도 앞으로 중대한 공해대책이다. 플라스틱을 난연성으로 만든다는 것은 인간생활에 필요한 일인 동시에 이것들을 모아서 태워버리는 연소장치의 개발도 또한 불가결한 일이다.
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