통상 5대엔프라 라고 하는 것은 나이론, 폴리
아세탈, 폴리 카보네이트, 변성 PPO, 폴리 에스터수지를
일컫고 있다. 그 중 역사적으로 나이론이 가장 오래된 합성
고분자이며, 초기에는 주로 합성 섬유 용으로 제조되었으며
부분적으로 플라스틱으로 활용되고 있다. 또한 불소 수지
(PTFE)도 나이론과 같이
제 이차 세계 대전 중에 군사용으로 제조되기 시작하였지만
가공성과 물성이 특수 한 이유로 용도가 한정되어 사용되어
지다가 다량으로 생산되기 시작한 것은 그리 오래되지 않았다.
공업용
엔프라의 시작은 DuPont사의 나이론 (PA), 폴리아세탈 (POM)
및 GE, Bayer사 등의 폴리 카보네이트 (PC)의 등장으로
시작 되었 되었으며 "금속을 대체하는" 소재로서
상호 성능을 경쟁하며 발전되어 지고 있다. POM은 높은
결정화도에 따른 탁월한 기계적 물성으로 많은 발전이 있었으며,
특히 열 안정성을 증가시킨 코폴리머의 개발과 사출 성형기의
발전으로 그 사용이 더욱 확대되고 있다. PC는 투명성이
있고 충격에 대한 탁월한 성능으로 외장 분야를 중심으로
발전되고 있으며, GE에서 개발된 PPO는 HIPS혹은 NYLON과의
폴리머 합금 기술을 활용하여 성형성과 내 충격성이 보강된
제품을 내놓고 있다. 또한 PBT 수지는 5대 엔프라 중 늦게
출시 된 편이나 용이한 난연화 기술을 기반으로 전기 전자
제품을 중심으로 사용이 확대 중이다.
이상에서
서술 된 5대 엔프라 이외에도, DuPont에서 개발된 Poly
imide가 Kapton이라는 상품명의 필름과 VESPEL이라는 상품명의
레진으로 공급되고 있다. 최근 용융점 300C이상의 Super
Polymer의 사용이 확대 되면서, PPS, PA46, PPA,
PEI, PEEK, SPS, PES 및 액정 폴리머 (LCP)의 개발 및 시장
확대가 활발하게 전개되고 있다. |
【엔지니어링
폴리머 중심으로한 소재 개발 역사】
상업화 |
품 명 |
개발회사 |
Asia지역회사 |
1939 |
Poly Amide (Nylon) |
DuPont |
Toray, Teijin,
Kolon |
1949 |
Poly Ethylene Terephthalate |
ICI |
Toray,TNC, Kolon |
1950 |
불소 수지 (PTFE) |
DuPont |
DIC |
1955 |
Nylon 11 |
ATO |
- |
1956 |
Poly Acetal |
DuPont |
Asahi |
1958 |
Poly Carbonate |
Bayer |
Teijin, Mitsubishi |
1960 |
Acetal Copolymer |
Celanese |
Polyplastics |
1964 |
Polyimide < Vespel
SP > |
DuPont |
Ube |
1964 |
Ionomer < SURLYN
A > |
DuPont |
Mitsui |
1964 |
Poly Phenylene Oxide
(PPO) |
GE |
Mitsubishi |
1965 |
Poly Sulfone <UDEL> |
UCC |
- |
1966 |
Modified PPO <NORYL> |
GE |
Asahi |
1966 |
Nylon 12 |
Huls |
Toray |
1968 |
Poly Phenylene Sufide
|
Phillips |
DIC, SKI |
1969 |
투명 Nylon <TROGAMID
T> |
Dynamit Nobel |
- |
1969 |
Poly Amino Bismaleimide<Kerimide> |
Phone-Poulenc |
- |
1970 |
Poly Buthylene Terephthalate |
Celanese |
Mitsubishi, LG,
SYC |
1971 |
Poly Arylate <EKONOL>
101 |
Caborundom |
- |
1971 |
Poly Amide Imide
<TORLON> |
Amoco |
- |
1971 |
Polyester Elastomer
<HYTREL> |
DuPont |
Toyobo, SKI, Kolon |
1972 |
Poly Ether Sulfone
<VICTREX> |
ICI |
- |
1972 |
Poly Amide Mineral
filled <MINLON> |
DuPont |
- |
1972 |
Poly Arylate <EKONOL>1000,
2000 |
DuPont |
Sumitomo |
1972 |
TFE/Ethylene Copolymer
<TEFZEL> |
Carborundom |
Asahi |
1973 |
Poly Arylate <U
Polymer> |
Unitica |
- |
1976 |
Super Tough Nylon
<ZYTEL>ST801 |
DuPont |
Toray, Kolon, Asahi |
1980 |
PEEK |
ICI |
- |
1980 |
Poly Amide Elastomer |
Huls |
- |
1980 |
Super Tough PBT |
GE |
Motsubishi, LG |
1981 |
Poly Ether Imide
<ULTEM> |
GE |
- |
1983 |
Super Tough Poly
Acetal |
DuPont |
Ashahi |
|
2.
플라스틱의 분류
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3.
엔지니어링 플라스틱의 성능
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엔프라가 가지고 있는 기본적인 물성은 다음의
네 가지로 분류해 볼 수 있다.
1.
기계적 강도가 넓은 온도 범위에서 우수하게 발현되는가
2.
내약품성, 내후성, 장기 내열성등 환경의 영향을 받게 될
때의 내구성이 우수한가
3.
절연성등의 전기적 특성이 만족할 수준이며, 필요시 난연성을
가지고 있는가
4.
가공성이 우수하며, 치수가 정밀한 제품을 안정되게 얻을
수 있는가
종래에는 재료를 비교할
때 단순히 인장 강도등의 물성을 비교하는데 중점을 두었었으나,
근래에는 성능과 가격을 결합한 Cost/Performance를 비교하여
보는 것이 일반적인 소재 평가 방법이며.,또한 온도 변화에
따른 물성의 변화를 살펴보는 것도 중요한 소재 선정의
요소이다. 나이론, PBT등 Tg가 낮은 (0~150℃) 결정성 수지의
경우, 비강화 시 매우 낮은 열변형 온도를 보여 금속이나
열 경화성 수지를 대체하기 어려워 보이나 유리섬유를 강화
시키는 것에 의하여 탄성율, HDT를 현저히 향상 시켜 수지가
원래 가지고 있는 특성 이상 발휘할 수 있게 된다. 유리
섬유 강화에 의한 물성 보강 효과는 PC혹은 M-PPO등의 비결정성
수지에서는 그 효과가 그다지 크지는 않다.
HDT(열변형
온도) 비교 :
Nylon
66 - 비강화 ( 66℃), GF 30% (216℃)
PC
- 비강화 (135℃),
GF 30% (146℃)
기계적 특성 및 전기적
특성은 기술 자료를 기반으로 하여 상호 비교가 가능 하지만,
내화학약품성 등의 내구성과 관련된 특성등은 단순 물성
데이터로 파악이 어려운 경우가 많으므로 온도, 환경, 응력등에
따른 자세한 데이터의 확보가 필요하다. 같은 수지라도
그레이드에 따라 물성이 많이 다르므로 제조회사의 자료를
참조할 필요가 있다. |
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