플라스틱 재료의 책 13 용기 포장재로서의 수요가 많은 수지

[YDfamily]

어제 일본 출장와서 겁나 돌아다니고 술 쳐 마시느라 어제 업뎃을 못했어요

13. 폴리스틸렌(PS)

에틸렌의 하나의 수소가 벤젠고리로 치환되어 있는 스틸렌을 중합하면 투명한 비결정성 합성수지로 된다. 이것을 범용 PS(GPPS)라고 한다. PS 그룹에는 그림에 나타난 것처럼 다양한 스틸렌계 수지가 있다. GPPS의 최초의 공업화는 1930넌에 독일에서 행해져, 고주파 절연성의 군사 목적 활용을 위해 미국에서는 1937년에 공업 생산을 시작하였다고 하는 경위가 있다. GPPS는 비중이 1.05로 작고, 내 열분해성이나 유동성이 우수하다는 우위점이 있는데, 충격 강도가 작은 것이 약점의 하나이다. 이 개량을 위해 스틸렌 부타디엔 고무나 부타디엔 고무 등의 첨가에 의해 고충격 PS(HIPS)가 만들어지고 있다.

일반적 제조법에 의한 HIPS는 고무 입자에 의한 빛의 난반사로 불투명지만, 성형품 속이 보이도록 하고자 하는 시장의 skeleton 구조용 HIPS의 요구에 따라 음미된 monomer와의 공중합에 의해 투명한 HIPS가 만들어지고 있다. GPPS의 내충격성을 개량하는 방법으로서 필름에서는 일축 연신법이 있고, 이것에 의해 우수한 포장재료 특성을 가진 OPS 필름이 얻어진다. 내열성의 향상에는 α-methyl styrene과의 공중합 grade가 있다. Acrylonitrile 함유량이 25%(중량) 정도의 styrene acrylonitrile 공중합 co-polymer(AS 수지, 국제적으로는 SAN 수지)도 있고, 내약품성 및 내후성이 개량되어 있다. 촉매의 진보에 의해 입체 칙성이 좋은 결정성 syndiotactic polystyrene(SPS)가 개발되었다.

수요 구성에서는 포장용이 약 50%로 가장 많고, 빙과, 면류, 식품 팩용의 각종 용기나 과자 상자, 각종 포장용 필름 등이 있다. 유산균 음료용의 사출 blow 성형에 의한 bottle도 있다. TV, 에어컨, 냉장고 등의 가전 및 사무시시가 이것에 뒤를 잇는다. 발포 PS에서는 block재, 단독주택용 board, 생선 상자, 다다미 용도도 있다.

요점 BOX
저렴하지만 파손되기 쉬운 GPPS의 개질에 의한 grade는 진화
포장재로서 PS 유용성

<폴리스틸렌의 종류와 분류> 

Homo polymer	범용 polystyrene(GPPS)
	고충격 polystyrene(HIPS)
	Syndiotactic polystyrene (SPS)
Co-polymer	Acrylonitrile styrene 중합체(AS 또는 SAN)
	Styrene methacrylic acid 공중합체
	Styrene α-methyl styrene 공중합체
Elastomer	Styrene butadiene styrene elastomer (SBS)
	Styrene isoprene styrene elastomer (SIS)
Polymer alloy	고충격 polystyrene(HIPS)
	변성 poly phenyl ether(m-PPE)
	영구 제전(制電)성 polystyrene
	Styrene olefin alloy

<폴리스틸렌의 특징> 

① 투명하고 비중이 1.05인 비결정성 수지
② 흡습율, 흡수율이 작은 수지
③ 범용 PS는 충격강도가 작은 것이 최대의 문제점. 충격 강도를 향상시킨 내충격성 grade가 있는데 불투명하게 된다. 투명 grade도 만들어지고 있다.
④ 하중 휨 온도는 80℃ 정도인데, acrylonitrile 25%와 공중합 한 AS 수지는 101~104℃로 높아진다.
⑤ 비결정성이기 때문에 유기용제가 침투한다.
⑥ 무독, 무취로 식품 포장용에 사용 가능
⑦ 전기 절연성 및 유전 특성이 우수
⑧ 산소나 탄산 가스의 투과율은 PP 정도
⑨ 햇빛이나 형광등의 밑에서 황색으로 변색
⑩ 산소지수가 20% 정도로 서연(徐燃)성