ⓔnjoyable♬ 플라스틱 열쇠고리 만들기

[6th 박민선]

내가 만든 플라스틱 열쇠고리

1. 실험개요

① 열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱의 성질과 종류를 알아보고 또한 플라스틱 용기의 포장재질별 분리 배출 표시를 잘 이해한다.

② 플라스틱 재료의 열처리방법을 이용한 캐릭터 만들기를 통해서 열가소성 플라스틱을 가열할 때 나타나는 변화를 이용하여 예쁜 나만의 열쇠고리를 만들어 본다.

2. 준비물

얇은 플라스틱(폴리스틸렌.PS재질), 칼라 네임펜,  밑그림용 캐릭터 인쇄물, 오븐토스터기

3. 실험과정

① 얇은 플라스틱판 아래에 원하는 캐릭터를 놓고  검은색 네임펜으로 밑그림을 따라 그린다. ② 그림의 테두리 안쪽 면 부분은 칼라 네임펜으로 예쁘게 칠한다

③ 그림의 외곽선을 따라  원하는 모양으로 가위로 예쁘게 다듬는다.

④ 펀치로 원하는 부분에 핸드폰 줄 구멍을 뚫는다.

⑤ 오븐토스터기 내부에 알루미늄 호일을 깔고 작품을 올려놓은 후 열을 가한다

⑥ 오그라들었다가 펴지면 곧바로 꺼내서  평평하게 되도록 눌러준다.

⑦ 굳은 후 꺼내서 핸드폰 줄을 끼우면 완성.

4. 주의사항

① 네임펜으로 색을 칠할때는 최대한 얇게 칠한다

   (열을 가하면 플라스틱이 줄어들면서 색이 더욱 진해지기 때문에)

② 펀치구멍은 3개정도 크게 뚫는다,

③ 화상에 주의 한다.

5. 운영방법

  1회 실험시 10명 내외

  실험설명 및 실습 25분 소요

< 참고자료 >

♧ 열경화성 수지의 종류

열경화성 수지는 열을 가함으로써 화학반응을 일으켜 단단해지며, 냉각 후 다시 한 번 가열하여도 연화용융을 하지 않는다.  열경화성 수지는 내열, 내화학 등의 용도에 쓰인다. 페놀수지, 멜라민수지, 실리콘수지, 요소 수지등이 열경화성 플라스틱에 해당한다.

♧ 열가소성 수지의 종류

열가소성 수지란 가열하면 녹아서 가소성을 나타내고, 냉각해서 고화되는 플라스틱을 말한다.  열을 가하면 녹으므로 대부분 재활용이 가능하다.

대표적인 플라스틱에는 폴리에틸렌(PE-LDPE,HDPE), 폴리프로필렌(PP), 염화비닐수지(PVC), 초산 비닐수지, 폴리스티렌(PS), ABS수지, 아크릴수지, 나일론(PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등이 있다.

▶ 폴리스티렌

 폴리스티렌은 널리 사용되는 플라스틱으로, 스티렌의 중합체(重合體)이다.

무색투명한 열가소성 물질로, 100℃ 이상에서 부드러워지고 185℃ 정도가 되면 점성의 액체가 되며, 산·알칼리·기름·알코올 등에 강한 성질을 가지고 있다.

<합성수지제품 재질별 표시숫자 및 문자>

1. PETE   폴리에틸렌 텔레프탈레이트 -음료수병, 생수병, 식용유병

2. HDPE  고밀도 폴리에틸렌 -물통,샴푸,세제류용기, 백색막걸리병

3. PVC   폴리염화비닐 - 수도관, 하수구관 -재활용불가능

4. LDPE  저밀도 폴리에틸렌 -우유병, 막걸리병

5. PP     폴리프로필렌 - 일회용주사기, 다양한투명용기, 포장용필름

6. PS     폴리스틸렌 -요쿠르트병, 발효우유병, 스티로폼용기(발포폴리스틸렌)

7. OTHER  기타제품  - 재활용불가능 

플라스틱 이란? 

합성고분자재료(플라스틱)는 초기에 금속, 목재, 유리, 도자기, 피혁 등의 대용품으로 등장하였으나 경량성, 강인성, 내부식성, 착색성, 대량생산가능성 특히 탁월한 가공성의 장점 때문에 현대에는 전기, 전자, 기계, 건축, 기타분야에서 필수 불가결한 재료로서 대용품이 아닌 새로운 재료로의 자리를 확고히 차지하기에 이르렀다.   

  플라스틱은 가열이나 가압 또는 이 두 가지 방법에 의해 만들어지는 성형이 가능한 재료나 이러한 재료를 사용한 성형품의 총칭으로 최종적으로 고형(固形)이고 분자량이 크며 제조 과정 중 유동성을 이용하여 원하는 형태를 만든다.

<열적 성질에 의한 플라스틱의 구분 >

구 분	특 성	종 류
열경화성수지  thermosetting resin	유동성을 띠는 고분자에 촉매 등을 가해서 가열하면 화학반응에 의해 경화된다. 경화된 수지는 재차 가열하여도 유동상태로 되지 않고 고온으로 가열하면 분해되어 탄화되는 - 비가역적 수지	초산비닐 (PVAC), 불포화폴리에스테르(UP),  폴리우레탄 (PUR), 페놀수지(PF),  우레아수지 (UF), 멜라민수지 (MF), 에폭시수지 등
열가소성수지  thermoplastic resin	열을 가하면 용융유동하여 가소성을 갖게 되고 냉각하면 고화하여 성형되는 것으로서 이와 같은 가열용융, 냉각고화 공정의 반복이 가능하게 되는 수지. 다시 말해 재활용 가능	폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌(PP),  폴리스티렌(PS),  메타크릴(PMMA),  폴리염화비닐 (PVC), 폴리염화비닐리덴 (PVDC), ABS 수지 등

참 고 : 플라스틱의 종류는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 그것은 열가소성 수지와 열경화성 수지입니다. 가장 쉬운 구별은 열을 가했을 때 녹으면 열가소성, 타면 열경화성입니다.

 열가소성수지는 고온에서 유동성을 갖게 되는 수지로서 열을 가해 녹여서 가공하고 식히면 굳는 플라스틱입니다. 대표적인 열가소성 플라스틱은 PVC, PE(LDPE, HDPE), PP, PS, ABS, PA(polyamide; nylon), PET 등이 있습니다. 열을 가하면 녹으므로 재활용이 가능합니다. 조각을 내서 녹여 재가공하면 됩니다.

 열경화성 플라스틱은 저분자량의 물질을 열이나 경화제를 넣어서 경화시킵니다. 경화가 되는 것은 분자들이 서로 연결되어 망상구조(그물구조)를 가지면서 서로 연결되는 것입니다. 따라서 한번 굳으면 다시 녹지 못합니다. 단지 온도가 너무 높으면 타게 됩니다. 대표적인 것으로는 페놀수지, 우레아 수지(요소 수지), 에폭시 수지 등이 있습니다. 열경화성 수지는 재활용도 안 되어 주로 강점인 내열, 내화학 등의 용도에 쓰입니다. 열경화성 플라스틱으로는 페놀 수지, 요소 수지, 멜라닌 수지 등이 있으며, 우리 주위 전화기, 재떨이, 식기 등에 널리 사용되고 있습니다.

 위 실험에서 사용한 일회용 플라스틱 용기는 플라스틱 중 번호 6에 해당되는 폴리스티렌(Polystyrene)으로 열가소성 플라스틱입니다. 이는 실온에는 투명하거나 반투명한 딱딱한 무색의 고체이지만, 250℃에서는 쉽게 변형되기 때문에 성형할 수 있습니다. 폴리스티렌은 음식 저장용기, 장난감, 전기 부품, 절연 패널, 가정용품과 가구용품 등 다양하게 널리 우리 주위에 사용되고 있습니다.

● 폴리스티렌

 폴리스티렌(Polystyrene)은 1930년경 독일에서 공업화되고 다음으로 1937년경 미국에서 공업생산이 개시되었는데 본격적인 발전을 보인 것은 제2차 세계대전 즉, 1946년 이후입니다. 폴리스티렌은 일명 스티롤이라고도 불리고 있습니다.

 폴리스티렌은 무색투명으로 선명한 착색이 자유롭고 비중도 PP, PE 다음으로 작습니다. 또 방사선에 대하는 저항력은 모든 플라스틱 중에서 가장 강합니다. 정유 또는 아세톤, 방향족 탄화수소 등의 유기용매에 대해서는 연화 또는 용해하는데 산, 알칼리, 염류, 광유, 유기산, 저급 알코올 등에 대해서고 우수한 저항성을 갖고 있습니다.

 폴리스티렌은 융용시의 열안정성과 유동성이 양호하므로 성형가공성이 우수합니다. 특히 사출성형에 적당하고 성형 수축율이 적고 성형품의 치수 안정성도 좋습니다. 거기다 가격이 쌉니다. 이들의 특징이 폴리스티렌의 용도가 늘어나는 주요한 원인일 것입니다. 폴리스티렌은 종류가 다양한데 고무를 섞어서 만드는 것도 있습니다. 이러한 폴리스티렌은 탄성을 가지고 있으므로 열을 가하면 작은 부피로 줄어드는 특징이 있습니다. 이것을 다시 틀 속에 넣고 눌러 찍으면 새로운 형태를 만들 수 있습니다.

                                                   재료구입문의 - 참사이언스몰(http://www.charmscience.co.kr/)

[출처] 열받은 플라스틱 열쇠고리 (크레이지 사이언스(Crazy Science)) |작성자 전종희