플라스틱 재료의 책 23 가교 grade와 직쇄 grade

[YDfamily]

23. Polyphenylene sulfide (PPS)

PPS는 페놀 수지와 같은 시대에 그 존재는 확인되었는데, 1973년에 미국에서 최초로 공업화되었다. 벤젠 고리와 유황이 번갈아 반복되는 구조를 가진 결정성 합성수지로, para-dichloro benzene과 황화 알칼리를 반응시켜 만들었다. 개발 초기에는 중합 공정만으로 고분자 량의 폴리머를 얻을 수 없었기 때문에 도료용 등에 사용되고 있었지만, 그후 중합한 것을 세정, 건조의 정제 공정을 거치면서, 적절한 분자량까지 산소의 존재 하에 열 가교하여 고분자량 폴리머를 만드는 것이 가능하게 되었다(가교형 PPS). 84년에 PPS의 기본 특허가 실효(失效)한 것을 계기로 연구가 진행되어, 중합 공정만으로 목적의 분자량의 폴리머를 만드는 것이 가능하게 되었다(직쇄형 PPS). 이 양자의 중간적인 것에 반 가교형 PPS가 있다. 가교형 PPS에 비해 긴 고분자 사슬 자체를 중합하여, 이것을 열 가교한 것이다. 용융점이 낮은 PPS에서는 강화재나 무기 충전재의 첨가량을 많이 할 수 있었는데, 표준 grade는 유리섬유 40%가 들어간다. 우수한 난연성을 활용하여, 할로겐계 난연제의 규제가 엄격한 전기전자 부품에 사용되는 외에 수지의 alloy화의 상대 재료로서 이용되고 있는 경우가 있다.

PPS의 용도는 내열성, 고강성, 전기적 성질, 난연성 등이 활용되어, connector, switch, motor brush holder, 단자대 등의 부품이, 전기, 전자 분야나 자동차의 전장화 부품으로서 사용된다. 또한 내열수성, 내약품성이 우수하기 때문에, 급탕기 배관, 고온수용 펌프 부품, sanitary 부품 등에 사용되고 있다. 직쇄상 PPS에서는 고중합도 grade가 만들어지기 때문에, 섬유나 필름으로서의 용도 전개가 있다. PPS는 용융점도가 낮은 유동성이 좋고, filler의 충전량을 많이 할 수 있는 장점이 있는데, 금형 부식성 및 용융점도의 전단 속도 의존성에 기반한 바리의 발생은 유의점이다.

요점 BOX
가교에 의한 고분자량화의 자체와 중합기술의 진보에 의한 직쇄형이 있다.
내열수성이 우수한 엔지니어링 플라스틱

<Polyphenylene sulfide의 종류와 grade> 

폴리머의 종류	가교형 폴리머
	반 가교형 폴리머
	직쇄형 폴리머
PPS의 grade	유리섬유 강화 grade
	유리섬유와 무기 filler의 복합 grade
	카본 섬유 강화 grade
	접동 grade
	티탄산 칼륨 whisker 강화 grade

<Polyphenylene sulfide의 특징> 

① 융점이 280~290℃인 결정성 수지
② 결정화도가 큰 수지인데, 결정화 속도가 느리기 때문에, 140~150℃ 정도의 높은 금형 온도에서 성형하지 않으면 충분히 결정화 하지 않는다.
③ 비 강화 grade의 비중은 1.3이다. 유리전이 온도의 관계로, 표준 grade는 유리섬유 40% 들어가게 되면, 그 grade의 비중은 1.7 정도로 된다.
④ 유리섬유 40% 들어 간 표준 grade의 파괴 강도는 약 40MPa로 플라스틱에서는 큰 값을 갖고 있다.
⑤ 결정성 합성수지로 내약품성이 양호. 강산화제, 강산을 제외하고 약품에 대해서 불활성
⑥ 내열수성이 우수
⑦ 전기 절연성이 우수하고 화학구조 때문에 유전특성도 우수
⑧ 산소지수는 44%
⑨ 용융점이 낮고, 또한 결정화 속도가 느린 것 때문에 사출 성형에서 바리가 발생하기 쉬운 점, 또한 금형 부식성이 있는 점은 유의점으로 된다.