[펌] 5대 범용플라스틱의 종류 및 설명

2013. 3. 21. 14:33 : from ▶ 아이디어 상품화/＃제품화 기술자료

[펌] 5대 범용플라스틱의 종류 및 설명

◈ 5대 범용 플라스틱

1. Polyethylene(PE)

폴리에틸렌은 1933년 영국의 ICI회사에서 처음 공업화되어 오늘에 이르기까지 60년 이상의 역사를 가진 플라스틱이다.
공업적제조접에는 고압법, 중압법, 저압법 및 초고압법 등이 있다. 물성에 따라 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 분류 된다.
LDPE는 고압법으로 제조되며 긴 사슬 가지를 가진 구조가 특징이며, 긴 사슬 가지 때문에 밀도가 낮다. HDPE는 저압법으로 제조되며 곧은 사슬 모양으로 짧은 사슬 가지가 적기 때문에 결정화도에 따라 밀도가 높다. 그리고 LLDPE(Linear Low Density PE)는 곧은 사슬에 많은 짧은 가지를 가지고 있어 밀도는 HDPE와 비슷하다.

◎ 특성
유백색 반투명 또는 불투명하며, 물보다 가볍고, 태우면 양초와 같이 뚝뚝 녹아 떨어진다.
강도, 내수성, 전기 절연성이 우수하고 내충격도 크고 저온 유연성도 좋다. 내산, 내알칼리성을 가지고 있으나 석유계의 용제나 톨루엔, 벤젠 등의 탄화수소계의 용제에는 약하나 대개의 약품에는 안정하다.

◎ 용도
속빈성형용 - 화학약품용기, 대형용기, 소형병, 수축필름, 우유병, 세제용기 등
전선피복용 - 전선피복, 일반피복용, 옥외 케이블용 등
필름 - 공업용필름, 포장재, 농업용, 쇼핑백, 일반 포장재 등
파이프 - 가스관, 수도관, 일반 하수관, 온돌 파이프 등
사출성형 - 운반상자, 가정용기, 공업용부품, 병마개, 라이너, 뚜껑류, 기재 컵 등
연신 - 타포린, 밴드, 로프, 어망 등

2. Polypropylene(PP)

Natta가 전이금속 화합물과 유기금속 화합물 촉매를 이용한 프로필렌의 입체규칙성 중합을 통해 고결정성 폴리프로필렌을 합성하는데 성공한 이후 1957년에 최초로 이탈리아의 Montecatini회사가 Ziegler-Natta 촉매를 개량하면서 새로운 공정들이 개발되었다.
프로필렌은 경유, 등유를 cracking하여 가솔린을 제조할 때 분해가스 중에 다량으로 포함되어 있으므로, 이 폐가스에서 프로필렌을 회수하므로 가격이 저렴하다.

◎ 특성
가볍고, 가공성이 용이하다. 연화점이 높고 순수한 isotactic PP는 175℃의 융점을 가지고 있다. 100℃의 열으로는 아무런 변화가 없다. 열가소성 플라스틱중 융점이 높다.
폴리에틸렌에 비하여 인장강도, 탄성률도 크며, 수천번 이상 구부려도 금이 생기지 않는다.
분자구조 중에 극성부분이 존재하지 않으므로 전기적 성질이 좋다, 거기에다 습기를 흡수하지 않으므로 전기적 성질은 온도나 습도에 영향을 받지 않는다, 그러나 염색이나 접착은 곤란하다. 화학약품에 침식되지 않는다. 표면이 튼튼하여 광택도 있고 촉감도 좋으며 상처가 나지 않는다. 분자 구조적으로 열 자외선에 의해 산화가 잘 되고 대전되기 쉬우며, 결정성 때문에 사출성형시 상처가 생기기 쉽다. 불활성이기 때문에 인쇄, 도장 및 접착 등에 곤란한 결점이 있다.

◎ 용도
사출성형 - 가정용품, 식기류, 육묘상자, 투명용기, 전자렌지 용기, 공업용품 등
OPP 필름 - 일반 OPP필름, 증착 OPP필름, OPP 열봉합층용 등
CPP 필름 - 일반 CPP필름, 증착 CPP필름 등
IPP 필름 - 일반 IPP필름, 고슬립/고개구 IPP필름 등
연신 - 컨테이너백, 밴드, 어망, 로프 등
속빈시트성형 - 소형 식품용기, 문구용 시트, 진공성형용 시트, 비디오케이스 등
섬유 - 일반섬유용, 부직포 등
압출코팅 - 마대, 종이백 등의 압출코팅

3. Polystyrene(PS)

-일반용 (GP)폴리스티렌
스티렌의 단독중합체로서 이에 관해서는 이미 지금까지 기술한 대로인데 다시 그 중에 좁은 의미의 일반용, 좋은 유동성, 내열용 등의 품종이 있다. 또한 일반용 폴리스티렌은 General Purpose 의 머릿글자를 취하여 GP폴리스티렌(GPPS)이라고 약칭한다.
좁은 의미의 일반용 폴리스티렌은 폴리스티렌의 가장 기본적인 타입의 것이며 더 설명이 필요없다.
좋은 유동성의 폴리스티렌은 좁은 의미의 일반용 수지의 유동성을 , 분자량 내지는 그 분포의 조절에 의해서 개량한 것으로서 좁은 의미의 일반용에 비해서 인장강도, 열변형 온도 등은 약간 낮지만 용해 때의 흐름이 좋아서 고능률로 얇은 성형품을 만드는데 적합하다.

-내충격성 (HI) 폴리스티렌
내충격성 폴리스티렌은 High Impact(고충격) 의 머릿글자를 취해서 동상 HI폴리스티렌(HIPS)은 폴리스티렌의 커다란 결점의 하나인 취약성을 개선하기 위해서 고무를 배합한 품종으로서 이른바 플라스틱 합금(Alloy) 이다. 충격강도는 고무함량이 늘수록 커지는데, 기타의 성질, 예컨대 인장강도, 내열성, 내광성, 성형성, 표면광택 등은 점점 저하한다.
또한 고무를 배합함으로써 폴리스티렌의 특징의 하나인 투명성을 잃게 되고 유백색(乳白色) 불투명이다, 현재 시판되고 있는 이 품종의 고무 함량은 보통 5~20%이다.

-발포성 폴리스티렌
발포성 폴리스티렌은 폴리스티렌에 발포제로서 예컨대 프로판, 부탄, 펜탄 등을 배합한 것이며, 비지 상의 성형재료로서 시판되고 있다, 이 발포성 폴리스티렌은 그대로 또는 미리 발포한 것을 적당한 금형에 넣어서 가열하는 것만으로 20~70배로 팽창하여 가볍고 튼튼한 발포체 성형품을 얻을수 있다. 또한 압출기에 걸어서 시트상으로 한 것은 스티렌페이퍼라고 하며 아름다운 진주광택을 갖고 있다.
스티렌계 수지는 일반적으로 가공 적응성이 좋고 사출성형, 압출성형, 진공성형 등의 여러가지 성형법이 적용된다. 그 중에서도 가장 적합한 성형가공법은 사출성형법이며 성형품의 대부분은 이 방법에 의해서 만들어지고 있다. 폴리스티렌은 95℃ 부근에서 연화되고 120~180℃에서는 점성(粘性)액체, 250℃이상에서는 낮은 점도의 액체로 되고 320~330℃이상에서부터 분해한다. 이와 같이 스티렌계 수지는 다른 열가소성 수지에 비해서 용융온도 범위가 넓기 때문에 취급하기 쉬운 재료이다.
게다가 용융 때의 점도가 낮기 때문에 매우 흐리기 쉽고 얇은 성형품을 용이하게 만들 수가 있다. 또한 비열(比熱)이 작기 때문에 금형안에서의 냉각고화가 빠르고, 생산가공성을 높일 수가 있다. 게다가 성형수축률(0.4~0.7%)이 작고 치수정확도가 뛰어나다. 사출성형의 일반적인 조건은 실린더 온도 200~250℃, 사출압력 700~1,00kg/cm2, 금형온도 50~80℃이다.
또한 T다이를 사용하여 압출성형할 수도 있고 폴리스티렌의 2축연신 필름이나 내충격성 수지의 시트 등이 만들어지고 있다, 압출성형 조건의 한 예를 들면 실린더 온도 180~200℃, 다이온도 중앙 200℃, 양단 200, 크롬온도 80~95℃이다.

◎ 특징
폴리스티렌은 무색투명하며 선명한 착색이 자유로우며 비중도 폴리프로필렌, 폴리에틸렌에 이어서 작다. 또한 뛰어난 전기적 성질을 가지고 있고 특히 고주파특성은 폴리불포화 에텔렌, 폴리페닐렌 옥사이드에 버금 가는 것이다. 또한 빛 안정성도 방사선에 대한 저항력은 모든 플라스틱중에서 가장 강하다. 정유(精油) 또는 케톤, 에스테르, 방향족 탄화수소 등의 유기용제에 대해서는 연화 혹은 용해하지만, 산, 알칼리, 염류, 광유, 유기산, 저급 알코올등에 대해서는 뛰어난 저항성을 갖고 있다. 폴리스티렌은 용해때의 열안정성 및 유동성이 양호하기 때문에 성형가공성에 뛰어나다. 특히 사출성형에 적합하고 성형 수축이 작은 성형품의 치수 안정성도 좋고 또한 값이 싸다. 이러한 특징이 폴리스티렌이 크게 신장한 주요 원인일 것이다. 한편, 연화온도가 비교적 낮고 또한 굳지만 약하다는 큰 결점이 있다, 따라서 폴리스티렌의 연구도 이 내열성과 내충격성이 향상을 중심으로 행해지며 이러한 결점도 상당히 개선되고 준비되고 있다.

◎ 용도
일반폴리스티롤 - 고강도용, 내열용, 일반용, 카세트테이프 케이스, 가정용품, 투명용기 등
내충격폴리스티롤 - 카세트 라디오 케이스 일반사출품의 하우징류, 사출 압출용, 전기전자 부품류, 속빈 성형 요구르트병 등
고광택폴리스티롤 - 카세트 라디오 케이스류, 전기/전자제품 하우징 및 부품류 등
난연폴리스티롤 - 전기/전자제품의 난연 요구하는 하우징, 무독성을 요구하는 하우징류 등
특수폴리스티롤 - 냉동고, 냉장고의 내상판 및 패널류, 두꺼운 전자제품의 케이스류, 투명성을 요구하는 전자제품 케이스류, 조명기구용 격자창에 사용 등

4.Poly(vinyl chloride)(PVC)

PVC는 열안정제의 발견으로 PVC의 한계가 극복되기 시작하였다. 현재 가장 많이 사용하고 있는 2-ethyl hexyl phthalate(DOP)의 특성을 규명함으로써 PVC의 가공영역은 급격히 팽창하게 되었다.
PVC는 저렴한 가격과 우수한 내약품성, 난연성, 그리고 기계적 성질로 인하여 인류가 가장 많이 사용하는 범용수지 중의 하나로 성장해 왔다. 석유화학의 발전으로 에틸렌으로부터 출발하여 EDC, VCM등의 제조공정과 PVC중합 및 가공공정을 모두 국내에 보유함으로써 세계적으로 경쟁력이 있는 화학공업이 되었다.

◎ 특징
백색분말로써 겔화하면 투명해진다. 내열, 내한성, 강인성 및 전기절연성이 우수하다. 내수성, 난연성이 우수하고 산, 알칼리에 안정하다. 용제에 용해성(THF, MEK, acetone 및 초산에틸 등에 용해되나, methanol, ethanol, gasolin, ether, 유지 등에 불용)이 있다.

◎ 용도
Flim, Sheet - 원예용 묘상, 우비 및 우산, 보자기, 포장용 등
판 - 건축자재용(바닥재, 유리대용, 벽재등)
파이프 - 수도관, 전기배관, 건축배관 등
끈 - 어망, 방충망, 줄 등
성형품 - 완구, 문구, 장신구, 라디오, 식품용기, 기타잡화 등
발포제 - 인조가죽, 단열재, 방음재 등

5. Poly(methyl mathacrylate)(PMMA)

PMMA는 아크릴수지라고도 하며 1930년대에 개발되어 공업화되기 시작했다. 현존하는 수지중 오래된 역사를 가진 수지의 일종으로 가장 투명하고 내후성이 좋다. 그래서 유기유리, 전기부품 및 건축재료에 광범위하게 사용되고 있다.

◎ 특성
투명성이 좋고 내광성도 우수하다. 무색으로서 가시광선의 전파장을 흡수하지 않고 자외선도 270nm까지 투과한다. 착색성이 매우 좋아서 흐린색으로부터 짙은색까지 광범위한 색조를 얻을 수 있다. 그리고 가열 또는 일광에서도 변색 또는 퇴색되지 않는다. 표면이 광택성이 있고 강인하며 가볍다. 내약품성이 좋아서, 무기강산/강알칼리 및 그 염류에 침식되지 않는다. 또한 유기산의 염류, 유지, 지방족 탄화수소에도 강하다. 내후성은 플라스틱중에서 가장 우수하다. 성형 및 가공성이 좋다.

◎ 용도
광학렌즈, 안경, 판유리, 간판, 형광등, 의치틀, 골격, 각종케이스, 항공기부품, 파이프, 단추, 가구의도료등