플라스틱 재료의 책 19 내후성과 투명성 및 alloy화에 의한 수요 확대

[YDfamily]

19. Polycarbonate (PC)

PC는 분자 구조의 내에 탄산 ester 구조를 가진 폴리머의 총칭이다. 지방족계, 방향족계 등이 있고, 공업적으로 사용되고 있는 것은 방향족계 PC이다. 1956년에 독일에서 최초로 공업 생산되었다. 제조 방법에는, 비스페놀 A를 하나의 원료로 하는 Phosgen법(용제법)과 비스페놀 A와 diphenyl carbonate에 의한 ester 교환법(용융법)이 있는데, Phosgen법이 주요한 중합 방법이다. 박육 성형품 대응의 초 고유동성의 저분자량부터 충격 특성 향상을 위한 고분자량까지 임의의 분자량의 폴리머를 만드는 것이 가능하다. Ester 교환법은 Phosgen이나 용제를 사용하지 않기 때문에, 환경적으로 메리트가 있다.

PC는 유리 전이 온도가 145~150℃로 높고, 또한 내한성도 우수한 것은 우위점 중 하나이다. 이 특성과 PMMA 다음으로 투명성이나 내후성 및 내충격특성의 활용에 의해, 다양한 분야에서의 유리 대체의 개발이 진행되고 있다.

PC는 alloy화 개질 grade에 의한 용도 전개가 성공하고 있는 수지의 하나로, 내열성, 내충격성이 좋은 PC와 유동성이 좋은 ABS 수지와의 alloy grade 및 비결정성 합성수지의 PC의 내 solvent crack 대책으로서 결정성인 PET나 PBT와의 alloy grade가 대표적인 것이다.

PC의 수요 확대에 기여한 것으로 CD, DVD 등의 광 디스크가 있고, 일안(一眼, 렌즈가 하나) reflex camera의 경량화에 기여한 유리 섬유 강화 grade에 의한 camera body나 lens 경동(鏡胴) 등도 있다. 투명성, 내후성, 내열성, 내충격성에 의한 각종 자동차 부품에는 head lamp lens, 선루프용 유리 대체나 ABS 수지와의 alloy grade에 의한 타이어 휠 커버 등이 있다. 압출 성형에 의한 시트는, car boat, arcade, 각종 건조물의 유리창 대체, 고속도로의 펜스 등의 용도가 있다. 의료나 안보의 분야에서는, 투명성, 안전성, 내충격성이 활용되고 있다.

요점 BOX
PC는 범용 엔지니어링 플라스틱 생산량 넘버원
투명성, 내후성, 충격강도, 내열성 등의 강점에 의한 용도는 확대

* Phosgen: 염화 카르보닐(COCl2), 독성이 매우 큰 무색의 기체

<Polycarbonate의 종류와 분류> 

기본 폴리머	Phosgen법(용제법) 폴리카보네이트
	Ester 교환법(용융법) 폴리카보네이트
복합 grade	유리섬유 강화 grade
	카본 섬유 강화 grade
	무기 충전재에 의한 grade
Polymer alloy	PC / ABS 수지
	PC / PET
	PC / PBT
	PC / PMMA
	PC / 열가소성 elastomer
	PC / PAR

<Polycarbonate의 특징> 

① 비중이 1.2로 흡습률이 작은 투명성이 좋은 비결정성 합성수지
② 광학적 특성으로서 중요한 굴절율은 PMMA의 1.49에 대하여, 1.58로 크다.
③ 유리전이 온도가 145~150℃로 높은 내열성이 양호하여, 내한성에도 우수하다.
④ 충격강도가 큰 수지
⑤ 피로 강도는 크다고 할 수 없다.
⑥ 비결정성 합성수지이므로, 유기용제에 침투된다. Solvent crack 방지에도 주의가 필요
⑦ Ester 결합의 수지이므로 가수분해한다.
⑧ 내후성 우수
⑨ 절연 파괴 강도, 전기 저항률, 유전 특성 등의 전기적 성질에 우수
⑩ 산소지수는 25%