플라스틱 재료의 책 16 내후성과 투명성이 수요을 지원하는 주역

[YDfamily]

16. Polymethyl methacrylate (PMMA)

아크릴계 수지란, 에틸렌의 하나의 수소를 아크릴산 ester나 메타크릴산 ester로 치환한 모도머를 중합하여 얻어지는 것으로, 1933년에 독일과 미국에서 공업화 한 것이 최초이다. 사출성형, 압출성형 등에 사용되는 것은 메타크릴산 메틸 모노머를 중합하여 얻어지는 비결정성 homo polymer인 PMMA로, 개발 당초부터 항공기나 바람막이 유리로서 사용되고 있다. 자동차용 부품 등에서는 열에 의해 변형하는 온도가 높은 grade가 요구되기 때문에, 음미된 모노머와 공중합 한 내열 grade가 있다. 투명성을 유지하면서 내충격 강도 향상에는 PMMA와 굴절율이 가까운 아크릴계 elastomer와의 alloy grade가 있다. MMA는 중합 속도와 해중합 속도가 같아지는 천정(天井) 온도가 164℃로 낮기 때문에, 열로 용융하여 성형하는 방법에서는 열분해 방지를 위해 소량의 아크릴산 메틸과 같은 co-monomer와의 co-polymer가 사용되고 있다. 모노머를 직접 중합하여 성형품을 만드는 cast법에서는 성형공정에서의 열분해의 염려가 있기 때문에, 이러한 co-monomer의 첨가는 없다. 그렇기 때문에 cast법에 의한 판과 압출 성형에 의한 판에서는 약간의 성질의 차이가 생긴다.

PMMA의 수요 구성에서는 수지나 종이의 개질제 및 도료용에 사용되는 모노머의 비율이, cast법, 압출 성형에 의한 판 및 사출 성형용 재료보다도 큰 것이 MMA의 용도의 특징이다. 사출 성형되는 성형품에서는, 투명성, 내후성이 활용되고 있는 tail lamp(후미 등), sun visor, 조명 커버, 미터기 커버 등의 자동차 부품이나 전기 공업 용도에서의 먼지 커버, 명판(銘板), 렌즈 및 정보 말단 등의 디스플레이용 back light의 도광(導光)판이 있다. 잡화 관계에서는 안경 렌즈, 고급 table ware, 가정용수조 등이 있고, 판의 용도에서는 간판, 옥 내 장식, 칸막이, carport(차고), sunroom(일광욕실) 등이 있다. 수족관의 대형 수조는 특기할 만한 용도이다.

요점 BOX
플라스틱의 여왕이라 일컬어지는 투명도가 우수한 수지
투명성과 내후성이 활용되어 용도 확대

* 천정온도(ceiling temperature): 폴리머가 열분해에 의해 원료 단량체로 정량적으로 선중합 할 경우 선중합 속도와 중합속도가 같게 되어 평형으로 되는 온도

* 도광(導光)판: 빛을 확산시켜 면판이 균일하게 밝아지도록 가공된 판

<아크릴계 수지의 종류와 분류> 

Polymethyl methacrylate (PMMA) homo polymer	성형용 pellet
	압출 성형판
	Cast법 판
Methyl methacrylate co-polymer	내열 PMMA
	MMA / 폴리 부타디엔 / 스틸렌
	아크릴 고무 / 아크릴로 니트릴 / 스틸렌
	MMA / 스틸렌
Polymer alloy	내충격성 개량 투명 PMMA
	영구 대전방지 grade
도료용 수지
접착제용 수지
고기능성 수지	고 흡수성 polymer
	Contact lens용 polymer
	감광성 polymer

<아크릴계 수지의 특징> 

① 투명성 플라스틱 중에 가장 투명도가 좋다고 하는 것이 최대의 우위점
② 내후성 우수
③ 하중 휨 온도는 85℃ 정도. 100℃ 정도의 내열성 grade도 있다
④ 비결정성이기 때문에 유기용제에 침투된다. 또한 에틸렌 알코올에 응력 레벨에 의해서는 solvent crack을 일으킨다.
⑤ 흡습율은 비교적 크고, 100% RH, 실온에서의 포화 흡습률은 2.1%이다. 이것에 의한 치수 변화가 문제로 되는 것도 있다.
⑥ 산소지수가 18%로 가연성