열가소성 플라스틱 용도 - yeolgasoseong peullaseutig yongdo

열가소성수지(Thermoplastic resin)

열가소성 수지란 가열하면 연화하여 가소성을 나타내고, 냉각해서 고화되는 플라스틱을 총칭해서 말한다. 가열공정에 있어서약간의 산화반응이 열분해반응을 동반하는 경우가 있지만 본질적인 분자구조의 변화는 없다.
성형가공의 원리는 열경화성수지와 다르고 가열시켜서 연화상태로 된 사이에 형상을 성형한후 즉시 냉각시켜서 고화된 제품을얻는 것이다.그렇기 때문에 성형사이클은 인반적으로 열경화성수지의 경우보다도 짧고 동일형상의 성형품의 대량생산에 적용할 수 있으며,스크랩이나 성형불량품을 재사용하는것도 가능하다. 열가소성 수지에 속하는 대표적인 플라스틱에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌,염화비닐수지, 초산 비닐 수지, 폴리스티렌, ABS수지, 아크릴수지 등이 있다.

<범용플라스틱>

폴리에틸렌 (PE : Polyethylene)

Polyethylene은 가볍고 유연하며 내약품성과 우수한 강도를 나타내며 절연성과 가공성도 좋으므로 포장재료, 가정용품 및 건축 재료등에 널리 사용된다. PE의 화학구조식은 ...-CH2-CH2-...으로 ethylene 단위가 반복되는 고분자 물질이다. PE의 분자구조는중합방법에 따라 선형 일수도 있고 가지형 고분자 형태를 취하게 되는데, 고분자의 밀도에 따라 고밀도PE(HDPE), 선형저밀도PE(LLDPE), 저밀도 PE(LDPE)등으로 분류할수 있다.
사용용도
각종 용기(容器), 포장용 필름, 섬유, 파이프, 패킹, 도료, 공업약품용 용기, 액체세제 용기, 공업용 로프, 포장용 필름

프로필렌을 중합시켜 얻어지는 폴리머로 분자량 4만 정도 이상의 것이 시판되고 있으며, 밀도는 0.90으로 인장강도, 내열성 등이 비교적 우수한 폴리머이다. 대부분의 성질은 폴리에틸렌과 유사하지만 stress crack에 잘견디고 투명성도 상당히 우수하다.
내충격성을 개량하기 위해 다른 단량체와 공중합시킨 것이나 폴리이소부틸렌 등을 블렌드한것, 석면 이나 유리섬유를 배합한재료 등도 시판되고 있고, 자동차부품의 공업적 용도나 각종용기, 필름등에 이용되고 있다.
사용 용도
맥주상자, 콜라상자, 소주상자, 보석상자, 용기류, 만년필, 고주파 절연부품, 시트류, 브라운관, 약품용기, 포장필름, 파이프, 폴리프로필렌섬유, 바닥인조피혁, 정부미 포대, 포장끈, 쓰레기통, 쓰레받이, 물바가지, 욕조, 천막

염화비닐의 중합에 의해서 얻어지는 폴리머로 비중 1.45의 65∼85℃에서 연화되고, 120∼150℃에서 가소성이 있고 170℃이상에서 용융된다. 내산성, 내알카리성이 우수하고 무독, 난연성이며 전기절연성도 좋다. 알코올, 유기산 지방족 탄화수소에는 용해되지 않는다. 방향족 탄화수소(벤젠, 톨루엔)에는 swelling하고 케톤류(사이클로 헥사논, 메틸 이소부틸 케톤), 옥시란 화합물 (테트라하이드로퓨란, 디옥산), 니트로 벤젠에는 잘 녹는다. 뜨거울 때는 염산을 유리하면서 분해되지만 190℃이상되면 분해가심해진다. 이 폴리머에 각종 첨가제를 배합한 것이 염화비닐수지로서 다량으로 사용되고 있다.
사용 용도

폴리스티렌 (polystyrene, PS)

스티렌의 단독 중합체로서 무색투명이며 가시광선 투과율은 메타아크릴 수지 다음으로 큰 유리와 같은 정도이고 인장강도, 탄성율은 열가소성수지 중에서 상위에 위치하지만 충격강도는 작다. 전기적 성질은 매우 우수하며 플라스틱 중 최고의 부류에속한다.
내광성이 약해서 직사광선하에서 노랗게 변하고 약해지지만 자외선 흡수제, 항산화제를 배합한 내광성 grade는 실용상 큰장점을 지닌다. 방향족 또는 염소화탄화수소, 케톤, 에스테르 등에 녹지만 내수, 내산, 내 알카리성이 우수하다. 또한 열분해온도가 높아 녹을 때의 열안정성, 유동성도 함께 우수하므로 성형가공성이 우수하고 특히 사출성형이 용이한 것이 큰 특징이다.
성형은 주로 사출성형에 의존하는데 성형수축이 작아 성형품의 크기 안정성, 표면광택과 함께 우수하다. 용도는 각종 용기,가정용품, 완구, 사무용품 등의 잡화용과 각종 약전기기(弱電機器)부품, 하우징 등의 공업용으로 크게 나뉜다.
사용 용도
인스턴트 컵, 식기, 칫솔대, 사무용품, 전기기기케이스, 파이프, 절연홀더, 도료, 이온교환수지, 포장용패킹재료, 보온재료,발포폴리스티렌, 우유통, 요쿠르트병, 완구병, 합성목재SAN(AS)수지 (SAN : Styrene Acrylonitrile Copolymer)

스티렌과 아크릴로니트릴의 공중합체로 강성이 크고 표면경도도 커서 상처가 잘나지 않는다.
사용 용도
전기기기 부품, 일용품, 자동차부품, 악기 및 기타부품

아크릴로니트릴 부타디엔 및 스티렌의 3성분으로 되는 내충격성 수지로 이들 3성분의 머리글자를 따서 ABS수지라고 한다.
ABS수지에는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체와 NBR과의 폴리머블렌드에 의한 블렌드형과 BR, 또는 SBR 라텍스의 공존하에 스티렌과 아크릴로니트릴을 그래프트 공중합해서 얻어지는그래프트형의 2종류가 있는데 현재의 ABS수지는 그 대부분이그래프트형이다. 이 수지의 자연색은 염황색으로 보통 불투명한데 현재에는 투명품도 개발되어 있다.
ABS수지의 특징은 넓은 온도범위에 걸쳐서 우수한 내충격강도를 가짐과 동시에 우수한 인장강도, 강성, 내열성을 함께 가진다.그외에 전기적 성질, 내유성, 내약품성, 내오염성이 우수해서 사출, 압출, 캘린더 가공 등 모든 성형법이 적용 되고 성형수축도작다.
성형품은 아름다운 광택과 우수한 치수 안정성, 내크리이프성이 있고 또 진공성형, 도장, 금속도금 등의 2차가공도 용이하다.
용도는 각종 가연 전기 등의 약전기기 부품이나 캐비닛 하우징류를 중심으로 기타 일반기기의 하우징, 자동차의 내외장부품, 완구, 잡화, PVC의 개질보강재 등 광범위에 미친다. 초광폭압출 시트에 의한 대형 진공 성형품이나 저배율 발포체도 있다.

폴리스티렌과 발포제를 직접 압출기 속에서 용해·혼합하여 판상 또는 관상의 발포성형폼을 만든다. 폴리스티렌과 ABS수지의저발포사출성형품은 나무 무늬 모양을 갖게 하여 질감과 중량감, 그리고 강도면에서도 나무와 흡사하며 목재 대체 재료로 사용한다.
사용 용도
포장재, 흡음재, 완충재, 단열재, 건축재, 가구재

에틸렌-초산비닐공중합체를 비누화 함에 의해 얻어지는 수지로 분자내에 수산기가 있어서 이것이 이 수지의 성질을 특징짓는요인으로 되어있다. 구라레가 세계에서 최초로 공업화에 성공하여 high gas barrier성 열가소성 결정성수지<에바루>로서상품화 하였다. 특징으로는 높은 가스 배리어성을 보이는데 산소가스 투과량은 나일론이나 PET의 약 1/100, LDPE의 약1/20.000이다. 또 유기용제성이 우수하다. 가공성도 우수하여 열성형이 용이하여 다른 플라스틱과 조합하여 공압출필름/시트 사출성형, 회전성형, 다색인쇄, 라미네이션 등도 가능하다. 용도로서는 가스배리어성과 내유성, 보향성을 살려서 식품화장품, 농약 등의 포장에 사용되고 있다.

<엔지니어링플라스틱>

폴리메틸메타아크릴레이트 (polymethyl methacrylate, PMMA)PMMA는 투명성이 우수하며 가볍고 견고한 플라스틱이다. 얇게 가공이 되면 유연성도 우수 하지만 내습성과 UV에 대한 저항성도 매우 우수하다. 극성용매에 녹지만 내산성 및 내알카리성은 아주 우수하며 molding, 압출, film또는 판상으로도 제품가공이용이하다. 따라서 비행기 유리창 등 투명성과 견고성을 요하며 경량성도 필수적인 제품에 많이 사용된다.
PMMA는 bulk, 용액, emulsion, suspension등의 중합에 의하여 제조가 가능하나, casting제품에는 주로 bulk 중합법이 많이사용되며, 코팅 및 접착제로 사용시는 용액중합법, molding용에는 작은 알맹이 상태로 supension중합법에 의하여 얻어지고있으나, 공업적으로 많이 사용되는 주요 중합법은 emulsion중합법이라 할 수 있다.폴리에틸렌테레프탈레이드 (polyethyleneterephthalate, PET)테레프탈산과 에틸렌글리콜의 축합반응으로 얻어지는 포화폴리에스테르수지. 주로 섬유용으로 사용되는 외에 필름이나 열가소성 성형재료로서도 사용된다. 필름으로서는 <마일러(Mylar)>(미국 Du pont사) 및 <멜리넥스(Melinex)> (영국 ICI사)가 있는데1953년 부터 발매되었다. 이것은 보통 2축연신되어서 강도, 내열성이 우수해서 증착필름의 베이스, 중포장재, 불포화폴리에스테르수지, 파판(波板)이나 화장판의 이형필름 등에 사용되고 있다. 열가소성의 성형재료로서는 내열성, 치수 안정성이 우수한 것이 특징이고 유리섬유를 혼입한 것이 수요가 많다. 이 재료의 최대의 용도로서 연신블로우성형에 의한 투명병이탄산음료용 용기 등에 사용되고 있다.
사용 용도
의자, 테이블, 단추, 장식품, 약품탱크, 밧데리케이스, 간장병, 음료수병, 식용류병, 녹음테이프, 콘덴서, 판금프레스용 다이, 항공기의 구조부품, 레이더돔, 연료탱크통, 기관, 선반의 사령실돔, 자동차몸체, 파이프류, 낚싯대, 도장라이닝, 전선피복, 헬멧폴리아미드 (polyamide, PA)나일론산아미드(-CONH-)를 반복단위로 갖는 고분자로서 보통 나일론이란 일반적인 이름을 갖는 합성고분자를 가리키지만견(絹)피브론 등의 단백질은 천연의 폴리아미드이다. 중합형식에 따라 (1) 락탐의 개환중합에 의한 것. (2) 아미노칼폰산의중축합에 의한것. (3) 디아민과 2염기산의 중축합에 의한것 등의 3종류로 분류된다. 폴리아미드는 강인해서 내마모성, 윤활성및 내약품성, 내유성이 우수하지만 흡수성을 가지므로 치수안정성이 약하고, 전기적 성질도 반드시 좋다고는 말 할 수 없다.
현재 섬유로서 다량으로 사용되는 외에 주로 엔지니어링 플라스틱으로서 성형품에도 이용되고 있다. 최근에 투명폴리아미드,방향족 폴리아미드, 지환 폴리아미드 등 점점 새로운 폴리아미드가 시장에 나타나고 있다.
사용 용도 : 에나멜전선, 전기절연체, 방사선장치의 성형부품, 내열성 제품폴리카보네이트 (polycarbonate, PC)방향족 폴리탄산 에스테르 구조를 가지는 열 가소성 수지. 서독의 바이엘사가 1956년 최초로 공업화하였고 일본에서도 1958년경 공업생산이 개시되었다. 제조법으로는 ① 비스페놀 A의 Na염과 포스겐과의 계면중축합반응에 의한 소위 포스겐법과② 비스페놀 A와 디페닐 카보네이트의 에스테르 교환에 의한 이른바 에스테르 교환법(또는 용융법)이 있다. 기계적 성질, 내열성, 전기적 성질 등이 우수하고 엔지니어링 플라스틱으로서 이용되며 염소화탄화수소계 용제에 녹는다. 사출, 흡입성형등에 의한기계부품, 전기 기구 부품, 잡화등 외에 필름, 시이트 등으로서도 이용되고 있다.폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate, PBT)PBT 테트라메틸렌글리콜 (1.4-부탄다이올)과 테레프탈산 또는 테레프탈산디메틸과의 중축합으로
합성되는 폴리머로 Melting Point 225℃, 열변형온도(1.86kgf/㎠) 58℃의 결정성 열가소성 플라스틱. 흡수율이 작아서 내약품성이 우수하지만 내열성이나 고농도 알칼리성에는 떨어진다. 성형성이 좋아서 유리섬유강화재료에서도 제품표면에는 유리섬유가 노출하기 어려워서 외관이 좋은 등의 특징이 있다. 일반적인 기계 특성이나 전기 특성이 우수할 뿐만 아니라 스프링 탄성특성, 스냅피트성, 힌지특성, 접동(摺動)특성, 내마모성 등이 우수하므로 전기/전자부품, 자동차부품 등에 쓰인다.

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