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Ⅰ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 정의 

1. 개념상의 정의 

- 범용수지의 약점을 보완한, 특히 플라스틱의 최대 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜서 구조 재료로 사용할 수 있는 플라스틱 소재 

2. 광의의 정의 

- 광범위한 온도와 기계적 응력 및 까다로운 화학적, 물리적 조건에서 장시간 구조물로 사용할 수 있는 물성을 가진 플라스틱 

Ⅱ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 특성 

 EP의 주요특성 

 - 넓은 온도 범위에서 기계적 강도가 우수함. 

 - 내약품성, 내후성, 장기 내열성 등이 우수하며 내환경성이 뛰어남. 

 - 전기적 특성이 우수하고 불연성 내지 난연성을 나타낼 수 있음. 

 - 가공성이 우수함. 

EP는 일반적으로 장시간 사용온도가 100℃이상이며, 인장강도 500kg/㎠ 이상, 충격강도는 6kgf·cm/㎠ 이상의 물성을 가지며 기후변화에 잘 견디고 용도에 따라 난연성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 지녀야 한다.

Ⅲ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 분류

1. 결정성 수지와 비결정성 수지의 구성

- 결정성 수지 : 비결정 부분 (Tg) + 결정 부분 (Tm) 

- 비결정성 수지 : 비결정 부분 (Tg)

2. 고분자의 결정성 / 비결정성에 따른 주요 특성 비교  

Ⅰ. PC (Polycarbonate) 

1. PC의 개요 

 PC는 5대 범용 EP중에서 유일한 투명수지(비결정성 수지)로 가장 높은 성장률을 나타냄. 

 제조방법에 따라 여러가지 타입이 있으나 현재 공업용으로 생산되고 있는 것은 비스페놀A를 

 원료로 하는 중합법와 포스겐 / NaOH를 원료로 한 포스겐법이 주류를 이루고 있다. 

 최초의 생산은 1959년 독일의 Bayer에 의해 이뤄졌다. 

2. PC의 특징 

가. PC의 장점 

 ▶ 내충격성 - EP 수지중 발군의 충격강도를 갖음 

 ▶ 투명성 - 가시광선 투과율 : 80 ~ 90% 

 ▶ 내열성 - 실 사용온도 범위 : -40℃ ~ 120℃ 

 ▶ 칫수안정성 - Creep 변형 / 칫수변화 적어 정밀성형에 최적 

 ▶ 난연성 - 자기 소화성이 있어 전기/건재 용도에 적합 

 ▶ 무독성 - 독성이 없어 식기, 의료기 용도에 적합 

 ▶ 내후성 - 내 자외선성이 뛰어나 옥외 용도에 적합

나. PC의 단점 

 ▶ 내화학 약품성 저하 

 ▶ 내응력 Crack성 저하 

 ▶ 내마찰 / 마모성 저하

3. PC의 기계적 성질

4. PC의 물리적 성질

5. PC의 응용 

PC는 시장의 요구에 따라 여러 가지 개질 그레이드가 개발되고 있다. 

▶ Polymer blend - PC/ABS, PC/PBT 

▶ 충진제에 의한 개질 - PC/ G/F, PC/CB 

▶ 첨가제에 의한 개질 - 이형성, 발포성, 난연성 부여 

▶ 가공 기술에 의한 개질 - 질소 가스 발포, Thin wall

6. PC의 용도 

▶ 전기 / 전자 / OA 분야

▶ 자동차

▶ 정밀기계 

▶ Sheet

▶ Film 

▶ CD 

▶ Bottles (생수병) 

▶ 기타

II. PBT (Polybutyleneterephalate) 

1. PBT의 개요 

 PBT는 5대 범용 EP중에서 물성/내열성/성형성/내후.내화학성등의 균형이 가장 높은 EP로 

 DMT(Dimethyl Terephalate)또는 TPA(Terephalic Aicd) 와 1,4-Butanediol를 모노머로 중합 되는 결정성 수지이다. 

 1970년 미국의 Celanease사에서 생산한 Celanex가 최초의 PBT 제품이다. 

2. PBT의 특징 

가. PBT의 장점 

 ▶ PBT는 결정화 속도가 빠르므로 사이클 시간이 짧으며 유동성이 높아 복잡한 성형물 사출에 적합하다. 

 ▶ 내화학성 - 결정성으로 인해 내화학성/환경응력 크랙특성이 우수하다. 

 ▶ 전기적 특성 - 절연성이 우수. CTI:600V이상 

 ▶ 내후성 - 내 자외선성이 뛰어나 옥외 용도에 적합 

 ▶ 난연화 용이, 강화제 보강 효과 탁월 

나. PBT의 단점 

 ▶ 내 가수분해성 저하 

 ▶ 성형시 휨 변형 발생 

 ▶ 내 알카리성 저하 

3. PBT의 기계적 성질

4. PBT의 물리적 성질

5. PBT의 응용 

PBT는 시장의 요구에 따라 여러 가지 개질 그레이드가 개발되고 있다. 

▶ Polymer blend - PBT/ABS, PC/PBT, Nylon/PBT,PBT/PET 

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유 보강 10% ~45%

▶ 첨가제에 의한 개질 - 난연 그레이드,가수분해 개선 

▶ 공중합체 - 다양한 모노머 조합으로 엘라스토머 제조 가능

6. PBT의 용도

Ⅲ. POM (Polyoxymethylene) 

1. POM의 개요 

POM은 Formaldehyde를 원료로 하는 폴리머로서 Polyacetal이라고 널리 알려져 있으며 

1958년 미국에서 최초로 상업화 되었다. POM은 크게 homopolymer와 Co-polymer로 구분된다. 

POM Co-polymer는 ( CH2 - O ) 반복 단위에 공중합에 의하여 ( CH2 - CH2 - O ) 단위를 random 하게 첨가된 구조를 갖고 있으며 homopolymer 대비 말단기 안정화를 이뤄 열안정성, 가공성, 내 화학성 등이 우수한 반면 결정성이 다소 떨어져 강성이 낮다. 

2. POM의 특징 

가. 장 점 

· 강도, 경도, 탄성율 등 기계적 강도가 우수하다 

· 내마찰/마모 특성이 우수하고 내피로 특성이 우수하다 

· 열변형 온도가 높고 열안정성이 우수하다

· 내 화학성 및 내 스트레스크랙성이 우수하다 

· 가공성이 우수하고 칫수 안정성이 우수하다 

나. 단 점 

· 산소지수가 낮아 난연 그레이드 제조가 불가능 하다

· 내후성 및 접착성이 낮다 

3. POM의 기계적 성질

4. POM의 물리적 성질

5. POM의 응용

POM의 개질은 POM의 단점인 내후성 등을 개선시키는 첨가제 개질과 기계적/열적성질을 개선시키는 충전제 및 강화제 개질 등이 있다.

▶ Polymer blend - POM/TPU (POM은 타수지 상용성이 없어 POM/TPU가 대표적 임) 

▶ 첨가제에 의한 개질 - MoS2 , PTFE, Oil 첨가 

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유 강화

6. POM의 용도

Ⅳ. PA (Polyamide) 

1. PA의 개요 

PA는 모노머의 구성에 따라 POA 6, 66, 46, 610, 612, 1010 등으로 분류되며 이는 상업적으로 가장 많이 사용되는 것이 PA6 (Nylon 6)와 PA66 (Nylon 66)이다. Nylon은 1938년 미국 Dupont사에서 개발된 최초의 PA 상품명으로 아미드기를 포함한 결정성 수지이다. 5대 범용 EP 수지 중 가장 수요량이 많은 EP이다.

2. PA의 특징 

가. 공통적인 특징 

· 강인성, 기계적 강도, 경도, 충격강도 

· 내마찰/마모성, 내화학성(내연료성), 무독성

· 가공성, 내열성(열변형 온도) 등이 우수하다 

나. PA6과 PA66의 비교

3. PA의 기계적 성질

4. PA의 물리적 성질

5. PA의 응용

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유, 카본섬유

▶ 충진제에 의한 개질 - CaCO3 ,Silica Talc, Mica Metal powder 

▶ Polymer blend - PA/EPDM PA/EVA PA/ABS PA/PC PA/PP 

▶ 기타 - PA 6은 PA 66와 PET의 핵제로 사용

6. PA의 용도

Ⅴ. MPPO (Modified PPO) 

1. MPPO의 개요 

MPPO는 1965년 미국의 GE사에서 Noryl이라는 제품명으로 상업화 하였다. PPO는 Tg가 215℃로 매우 높아 성형온도가 높고 제품에 crack이 발생하는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 PPO와 HIPS를 블렌딩 시킨 소재가 MPPO이다.  

2. MPPO의 특징 

MPPO는 비결정성 수지 PPO와 HIPS, Nylon, PBT 등을 혼합시킨 Alloy 소재 

가. 장 점

· 높은 열변형 온도를 가지고 있으며 내열성이 뛰어나다 

· 칫수 안정성이 우수하다 

· 기계적 강도가 우수하다 

· 전기적 성질이 우수하다 

· 혼합 비율에 따라 다양한 물성과 기능성을 발현할 수 있다 PPO or PPE HIPS  

나. 단 점 

· 내후성 

· 저온 충격특성 

· 내화학성 

Ⅵ. PC/ABS 얼로이 (Alloy) 

1. PC/ABS 얼로이의 개요 

PC/ABS 얼로이는 PC (Polycarbonate)의 우수한 기계적 특성과 내열성과 ABS의 가공성을 이상적으로 조합 시킨 엔지니어링 플라스틱 소재이다. 미국에 Borg-Warner가 최초로 개발한 이래 세계적으로 많은 업체에서 개발하여 공급하고 있다. 

난연, 발포, 도금, 보강형 등 다양한 그레이드가 개발되어 있을 뿐 만 아니라, 물성/가격 디자인도 가능하여 향후 OA분야, 전기전자, 자동차 등에서 수요 증가가 예상 된다. 

2. PC, ABS, PC/ABS 얼로이의 특성 

Ⅶ. 저기능성 EP 

1. 개 요 

범용 플라스틱에 무기충진재, 유리섬유 강화제 등을 보강하여 강성과 내열성을 크게 향상시켜 공업적인 구조재로서 적용이 가능한 소재 또는 충격 보강용 수지 등을 첨가하여 제품의 특정 요구 특성에 부합 시킨 소재 

2. 주요물성 비교

Ⅰ. 수퍼 엔지니어링 플라스틱 

열가소성 수지는 연속 사용 가능한 온도 범위에 따라 분류 가능하며, 수퍼 엔지니어링 플라스틱이란 150 ℃이상의 연속 사용 가능 내열성을 가진 EP를 의미한다.

출처 : 구글 LG화학 엔지니어링플라스틱

1. 특징 

1) 기계적 성질이 뛰어나다

2) 내피로성이 뛰어나고 내크리프성이 양호하다

3) 마모, 마찰계수가 작다

4) 내약품성이 뛰어나다.  ( 알칼리에도 잘 견딘다.)

2. 응용

1) 기계부품 : 치차(톱니바퀴) , 바인더 화스너, 문틀바퀴, 펌프날개, 히터팬, 메터부품

2) 용기 : 에어졸병, 모터부품, 스위치부품, 테이프레코드판

3) 전기부품 : 보빈, 모터부품, 스위치부품, 캬브레이터 부품

4) 일용품 : 수도정, 문틀, 라이터케이스, 완구의 치차

3. 취급상 주의 

결정성에 따른 치수변화 , 강도변화에 주의 

폴리 에틸렌 수지는 초기에 합성된 수지이다

탄소 1개에 수소 2개를 반복하는 고분자 화합물이다. 

1. 고밀도 HDPE  : 단단하여 병뚜껑, 플라스틱 용기 등에 쓰인다. 

2. 저밀도 LDPE : 부드러워서 프라스틱 봉투 등이 만들어진다. 

3.  중밀도 PE : 중간정도의 부드러움으로 프라모델등에 쓰인다. 

내생각 > 

열경화성 수지의 종류는 요소수지 , 페놀수지 , 에폭시수지, 멜라민수지, 테프론수지, 

요소수지 : 단추, 쟁판, 작은 접시 , 빗 , 장식 핀

페놀수지 : 단자대, 전기콘센트, 전기코드, 주전자 손잡이, 냄비 꼭지 

에폭시 : 접착제, 도료, 방수제, 옷, 페인트

멜라민 : 식기그릇, 접시,  쟁반, 국자, 수저

테프론 : 냄비코팅, 후라이팬 코팅, 손잡이 코팅  

끝.

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1.개요 

열경화성 수지는 상온에서 유동성을 가지고 있으나 그대로 열을 계속 가하면 경화되며 

고체로 되는 플라스틱이다. 또 2가지 원료를 섞으면 화반 반응을 일으켜 굳어져 제품이 

되는 것도 있다. 열경화성 수지는 일반적으로 높은 열안정성, 하중 하에서 크리프 변형

에 대한 저항력, 치수안정성, 높은 강성과 경도를 갖고 있으나 한번 성형하면 재사용 할 수

없다. 주로 압축성형 법이나 트랜스퍼 성형법에 의해 성형한다. 

2. 종류 

1) 패놀 수지 ( PF ) 

 (1) 특징 

   - 값이 싸고 우수한 성형성으로 인해 가장 많이 사용된다.

   - 전기 특성 내열성 기계적 특성이 좋다

   - 색(흑색 또는 갈색)과 색 안정성에서 제한을 받는다.

 (2) 용도

      전화기 부품, 자동차 핸들, 카메라 케이스, 전기 절연물 

2) 멜라민 수지 ( MF )

 (1) 특징 

   - 경도와 강도가 우수하다.

   - 냄새와 맛이 없다.

   - 색깔이 다양하고 내 충격성이 크다

 (2) 용도 

     욕조, 안전모, 단추, 식기류 

3) 에폭시 수지 ( EP ) 

 (1) 특징 

   - 유리섬유를 충전 시키면 고 강도의 합성물을 만든다.

   - 우수한 전기특성과 치수 안정성, 낮은 흡수성을 갖는다.

   - 트랜스퍼 성형 , 사출 성형에 의해 가공할 수 있다.

 (2) 용도

      항공기 부속품, 로켓, 파이프, 압력용기, 도료, 접착제등.

4) 우레아수지  

 (1) 특징 

   - 무촉매의 초속경화형이다. 스프레이 후 3~5초 내의 겔타임을 가지므로 경사면과 

     수직면 에서도 흘러내림 없이 스프레이 할 수 있으며 지촉건조 시간이 30초 이내이다.

   - 시공하는 동안에 물과 온도의 영향을 거의 받지 않으며, 기후변화 , 습기, 열, 냉기 

     등의 영향을 적게 받는다. (시송 가능온도 : -40도~+135도)

   - 인장강도, 신율, 내마모성, 접착력 등을 포함한 우수한 물리적 성질을 가지고 있다.

   - 177도씨 까지 높은 열 안정성을 보여주고 있다. ( 주로 방향족 폴리 우레아 수지 )

   - 색상과 광안정성을 향상시킬 수 있는 안료 배합을 할 수 있다. 특히 지방 우레아 수지는 

      옥외에 사용할 수 있도록 UV에 대한 장기간의 안정성을 가지고 있다.

   - 촉매를 사용하지 않기때문에 반응성이 균일하다.

   - 스프레이 기계로 쉽게 시공할 수 있다. 

   - 유리 섬유와 병행하여 강화 프라스틱을 만들 수 있다.

 (2) 용도

      하수관, 멘홀, 갱생용 코팅제, 파이프 코팅제, 목재 씰링재, 지붕 방수, 접착제.

5) 알키드 수지 

 (1) 특징 

   - 아크릴산 및 메타크릴산과 그 유도체를 주 성분으로 하는 비닐계 공중합체로써 

     경도 내후성 내식성 및 광택유지성이 뛰어나다.

 (2) 용도

      자동차, 전기기기, PCM, 건축재료등 도료 산업 전 분야에 사용되고 있으며

      광학특성이 요구되는 전자재료 산업분야에 까지 폭넓게 사용되고 있다.

끝.