플라스틱 재료의 책 18 고성능 grade의 다양화가 진행

[YDfamily]

18. 폴리아미드(PA)

PA는 주 사슬에 아미드 결합(-CONH-)을 갖는 결정성 합성수지로, 모노머의 종류와 그 조합에 의해 표와 같이 다양한 종류가 있다. 수요량이 많은 것은 PA6과 PA66으로, 일본에서의 구성비율은 PA6과 PA66의 합계가 90% 정도이다. 폴리아미드는 소중하게 여겨진 비단과 같은 감촉을 가진 섬유를 인공적으로 만든 연구성과로서, 1939년에 미국에서 최초로 PA66이 인공화 되었다. 그로부터 조금 늦게 독일에서 PA6에 의한 섬유, 이어서 43년에 일본에서 PA6에 의한 섬유의 공업 생산이 개시되었다.

성형 재료로서 개발이 시작된 것은 50년대의 후반부터다. PA6 및 PA66은 유리 전이 온도의 관계로, 높은 온도, 높은 응력 하에 사용되는 공업용 부품에는 복합 grade가 사용된다. PA66의 표준적 유리섬유 강화 grade는 유리 섬유가 30~33% 들어가 있다. 마켓 니즈에 대응하기 위한 유리 섬유나 무기 충전재의 첨가량을 높인 고강성 grade나 테레프탈산과 trimethyl hexamethylenediamine에 의한 비결정성의 투명 grade가 있다. 무수 말레인산 변성 에틸렌 프로필렌 고무를 사용하는 super tough PA는 특이적인 성능을 갖는 grade이다.

PA는 polymer alloy를 만들기 쉬운 수지로, ABS 수지의 내 solvent crack성의 개량, 변성 PPE와 alloy에 의한 내열성, 내 solvent crack성이 좋은 grade, PP와의 alloy에 의한 저 흡수성, 저 비중의 grade 등이 있다. 폴리아미드에는 원조 바이오 플라스틱인 피마자(蓖麻子)유를 원료로 하는 PA11이나 파마자유 유래의 sebacic acid을 원료로 하는 PA610도 있다. 용도에 의한 grade 선택에서는 내열성, 고부하의 것에는 유리 섬유 강화의 PA66이나 PA6, 높은 땜납 내열을 필요로 하는 표면 실장 기술용에서는 반 방향족계 PA, 내약품성이나 유연성이 필요한 연료 및 브레이크 오일 튜브에는 PA12나 PA11, 필름, mono filament에는 PA6 등을 들 수 있다.

요점 BOX
섬유로부터 개발이 진행되었다.
모노머의 종류와 조합에 의한 grade의 다양화

* sebacic acid: 유기화합물의 일종으로 직쇄 di-carboxyl산

* 실장(実裝): 계획이나 설계를 구체적인 형태로 하는 행위

<폴리아미드의 종류와 기본적 성질> 

	중합방식	종류	모노머의 종류	비중	융점 (℃)	Tg (℃)
지방족계 폴리아미드	개환중합계	PA6	ε-카프로락탐	1.13	220	65
		PA12	ω-Laurolactam	1.02	178	54
	중축합계	PA66	헥사메틸렌디아민 + 아디프산	1.14	260	78
		PA46	Diamino butane + 아디프산	1.18	290	78
		PA610	헥사메틸렌디아민 + 세바신산	1.09	215	62
		PA11	ω-aminoundecane산	1.04	187	53
반방향족계 폴리아미드	중축합계	PA MXD-6	Meta xylenediamine + 아디프산	1.21	243	75
		PA6T	헥사메틸렌디아민 + 테레프탈산	-	320	125
		PA9T	Nonanediamine + 테레프탈산	1.14	308	126

<PA6 및 66의 특징> 

① 흡습율, 흡수율이 크고, 이것에 의해 치수 및 역학적 성질의 편화가 크게 된다.
② 유리 전이 온도의 관계로, 고온, 고응력 하에서는 유리 섬유 등에 의한 복합 grade가 필요하게 된다.
③ 결정성 합성수지이므로 내약품성이 양호
④ 자기 윤활성이 있고, 내마찰 마모 특성은 양호
⑤ 흡습율이 커서, 전기적 성질에는 불리하게 되는데, 실용적으로는 사용 가능한 전기 성질을 가지고 있다. 또한 흡습성에 의한 정전기 발생이 적게 된다.
⑥ 햇빛이나 자외선에 노출되는 데에 사용되는 것에서는 자외선 흡수율이나 안료에 의한 개질이 필요
⑦ 수증기의 투과율이 큰데, 산소, 질소, 탄산가스의 차단성은 양호
⑧ 산소 지수는 27~28%