플라스틱 재료의 책 29 공중합에 의한 성형성 개량 grade

[YDfamily]

29. 열가소성 polyimide

분자 내에 imide 결합을 갖는 합성 수지가 polyimide로, monomer의 종류 및 분자 구조에 의해, 열경화성 polyimide와 열가소성 polyimide가 있다. Benzophenone tetra carboxyl acid 무수물과 di-amino di-phenylmethane과의 축합형 polyimide는 열가소성으로 되고, 이 수지의 성형성을 개량한 것으로 polyether imide(PEI)와 polyamide imide(PAI)가 있다.

PEI는 ether 결합과 imide 결합이 있는 폴리머의 총칭인데, 엔지니어링 플라스틱으로서 사용되는 PEI는, 역학적 성질, 열안정성 등의 우수한 방향족 polyimide의 성형성을 개질하기 위해, ether 결합과 imide 결합의 반복 단위로 구성되는 비결정성 합성수지이다. 1982년에 미국에서 출시되어, 일본에서는 83년에 출시되었다. 비강화의 기본 grade 및 유리섬유 강화 grade, 접동성 grade, 도전성 grade가 있다.

전기 전자분야에서는, connector, 프린트 기판, flexible 회로, 광 fiber connector, 전자 레인지용 조리기구, 전선 피복 등의 용도가 있다. 자동차 분야에서는, under hood(엔진룸)의 각종 부품 등이 있다. 의료 분야에서는 고압 증기나 전자선의 내성이 활용되는 부품이 있다. 일반 산업 분야에서는, gear, 베어링, 펌프, 윤활장치 등이 있다.

PAI는 분자 내에 amide기를 도입하여, imide기와 amide기를 서로 공중합시켜 성형성을 개량한 수지로, 통상 방향족 tri-carboxyl acid 무수물과 방향족 di-amine과의 공중합 한 것으로, 1971년에 미국에서 출시되었다. 유리섬유, 카본 섬유에 의한 고강성 grade나 역학적 성질에 우수한 접동성 grade가 있다.

산업 기기 분야(밸브 시트, 피스톤 링, bearing retainer, 롤러, cam, thrust washer, bearing), 항공기 분야의 용도가 있다.

요점 BOX
Polyimide에는 열경화성과 열가소성이 있다.
내열성에 우수한 열가소성 polyimide의 성형성을 개량한 수지

* Bearing retainer: 롤링요소를 균일하게 간격을 두고 분리하여 접촉을 방지하고 더 빠른 속도를 가능하게 하는 베어링 내 부품

Bearing retainer

<열가소성 polyimide의 특징> 

polyether imide
① 유리전이 온도가 217℃인 비결정성 합성수지
② 열변형 기준의 내열성도 열열화 기준의 내열성도 모두 높고, 연속 사용온도는 170℃이다.
③ 비결정성 합성수지 중에 내약품성은 양호하고, 거의 모든 지방족 탄화수소에는 침투되지 않는다. 염소계 지방족 탄화수소에는 내성이 없다.
④ 내열수성, 내후성 우수
⑤ 전기적 성질은, 넓은 온도 및 주파수 역에서 안정하여 있는데, 유전 특성은 타 수지와 비교하여 양호하다고는 할 수 없다.
⑥ 전자선 조사에 대해서는 sulfone 수지보다 우수하다.
⑦ 산소지수는 47%.

polyamide imide
① 유리전이 온도가 280~290℃으로 매우 높은 비결정성 합성수지
② 저온 특성도 양호하고, 내한성에도 우수
③ 열열화 기준의 내열성에도 우수하고, 연속 사용온도는 평가하는 성질에 따라 차이가 있는데 200~220℃이다
④ 지방족 탄화수소, 방향족, 탄화수소, 염소계 탄화수소, 거의 모든 산 등에 내성이 있는 우수한 내약품성의 수지
⑤ 절연 파괴 전압이 높아 전기절연성에 우수
⑥ 내방사선성에 우수, graphite나 PTFE 등의 고체 윤활제와의 복합에 의해 우수한 마찰 특성을 나태낸다.
⑦ 난연성으로, 연소 시의 발열량이 적은 것은 메리트