플라스틱 재료의 책 12 자동차 부품에 불가결한 존재

[YDfamily]

12. 폴리프로필렌(PP)

에틸렌의 하나의 수소가 메틸기로 치환된 프로필렌을 중합한 수지가 PP인데, 중합 촉매의 종류나 co-polymer 조성 등에 의해 그림과 같은 PP grade가 있다. Isotactic PP의 촉매가 이탈리아에서 발견된 것은 1954년인데, 50년대 후반부터 세계적으로 공업 규모에서의 생산이 시작되었다. 프로필렌 만으로 중합한 것이 homo polymer로, 새로운 촉매의 개발에 의해 입체 규칙성이 좋은 고결정화도의 homo polymer나 특징이 있는 PP co-polymer가 중합 가능하게 되었다. Homo polymer는 내한성이 충분하지 않기 때문에, 20%(중량) 이상의 에틸렌과의 block co-polymer로 개질한 것인데, 성능 때문에 impact co-polymer라고도 한다. 결정성의 PP는 결정 구조의 때문에 빛이 난반사 하여 불투명하게 된다. 의료 분야나 식품 포장 분야 등에서의 투명성 PP의 요구에 대해서는 에틸렌이나 butene-1과의 random co-polymer가 일반적으로 선정되는데, homo-polymer보다 열에 의해 변형이 쉽게 된다. 투명한 PP로서는 결정 핵제를 음미(吟味)하여 빛이 난반사 하지 않을 정도의 미세한 결정 구조로 한 결정성 grade가 있고, cyclo-olefin계 모노머를 중합하여 복굴절율이 PMMA와 같은 정도의 투명한 환상 olefin도 있다.

수요 구성에서는, PE와 다르게 사출성형 분야가 60% 정도로 가장 많고, 그 중에 약 절반이 자동차, 가전 등의 공업용 부품이거나 음료 관계의 컨테이너 등이다. 일용 잡화 분야에서는 주방 용품, 욕실 용품, 식품 용기, 의상 상자 등이 있다. 의료 분야의 용도에서는 주사용의 syringe나 혈액 검사용 기구 등은 그 대표적인 것이다. 필름 분야가 이것에 뒤를 따르는데, 2축연신 필름(OPP)나 무연신 필름(CPP)가 식품 포장 등에 사용되고 있다. 섬유에서는 어망, 여과포. 로프 등이 있고, 부직포용의 섬유로의 용도도 있다. Flat yarn에 의한 노끈이나 yarn을 짜서 만든 각종 주머니도 있다.

요점 BOX
내한성, 투명성, 역학적 성질도 다른 다양한 폴리프로필렌이 있다.
자동차, 가전을 지탱하는 폴리프로필렌의 중요성

* 동해(銅害): 수지 중에 확산된 구리 이온에 의해 수지의 산화 열화가 촉진되는 현상

<폴리프로필렌의 형태에 따른 종류와 분야> 

Isotactic polypropylene	Homo polymer
	Random co-polymer (에틸렌 또는 butene-1을 1~7%wt 함유)
	Block co-polymer(impact co-polymer라고도 한다) (EPR 성분을 20%wt 이하 함유)
Syndiotactic polypropylene
Atactic polypropylene
Elastomer (EPR 성분을 20%wt 이상 함유)	Blend type
	반응형 blend type
	동적 가교 타입
Polymer alloy
복합화 폴리프로필렌 (유리 섬유, talc, mica 등에 의한다.)
환상 poly olefin

<폴리프로필렌의 특징> 

① 비중이 0.90~0.91로 작고, 경량화 및 코스트 메리트가 있다.
② PE보다 열에 의한 변형 온도가 높고, 저 하중에서는 100℃ 정도까지 사용 가능하다.
③ homo polymer의 내한성은 좋지 않기 때문에 -20~30℃ 이하의 대기 온도에서 사용하는 성형품에서는
    block co-polymer가 선정된다.
④ 피로 강도는 크지 않다.
⑤ 내약품성은 양호하다. 인쇄, 접착, 도장에서 PE와 같이 미리 표면 처리를 해야 한다.
⑥ 내열수성이 좋고, 비등수에도 사용 가능
⑦ 화학 구조에 따라 PE 보다 열분해 되기 쉽다.
⑧ 수증기의 차단성이 좋은데, 유기용제나 공기, 산소 등의 차단성은 좋지 않다.
⑨ 동 및 동합금에 접한 상태에서 가열되면 열분해가 촉진된다(이것을 동해라고 한다.)
⑩ 내후성이 좋지 않다.
⑪ 산소 지수가 작고 가연성이다.