플라스틱 재료의 책 41 Cellulose를 원료로 하는 식물 유래의 플라스틱

[YDfamily]

41. 섬유소계 플라스틱

목재 유래의 펄프나 면화로부터의 linter(모두 주성분은 cellulose)를 각종 산으로 처리하여, cellulose의 수산기를 ester화나 ether화 하여 질산 섬유소, 초산 섬유소, 프로피온산 섬유소, 초락(酢酪)산 섬유소, 에틸 섬유소 등이 만들어진다. 이들을 산처리한 섬유소는 cellulose의 하나의 glucose 단위로 있는 3개의 수산기의 산에 의한 치환도에 의해 성질이 변화하기 때문에 용도에 적합한 치환도가 선택된다.

① 질산섬유소

2개 전후의 수산기가 질산으로 치환(질화도라고 한다)되는 것이 플라스틱용으로서 사용되는데, 이것에 가소제로서 장뇌(樟腦)를 첨가하여, 날화(捏和)하여 블록상으로 압연하고, 기계적으로 절삭하여 시트가 만들어진다. 내압 실린더를 사용하여 수압기에서 압출하여, 파이프 상이나 rod(막대) 상의 소재가 만들어진다. 용도는 시트 가공에 의한 각종 용기, 완구, 탁구공 등이나 기계 절삭을 병용하여 안경테, 빗 등이 있었다. 다양한 색이나 진주 모양의 celluloid의 절단편의 조합으로 만들어 지는 다양한 병모양의 시트는 예술적인 것인데, 파이프 상으로 한 팔찌는 장식품으로서 많이 수출되었다. 질화도가 다소 높은 류연(流延, melt casting)법 필름은 은염(銀塩, 할로겐화 은) 감광의 사진 필름에 사용되고, 또한 높은 질화도의 무연 화약(발사약)도 있다.

② 초산 섬유소

2개의 수산기가 초산으로 치환되어 있는 2초산 섬유소에 phthalic acid나 인산계 등의 가소제가 첨가된 성형재료로, 사출성형, 압출성형, blow 성형으로 가공된다. 용도에는 칫솔, 완구, 드라이버와 같은 공구의 핸들, blow 성형에 의한 이륜차의 연료 탱크나 금속 인서트 성형품으로서 예전 국철 급행 열차의 좌석 팔걸이 등도 있었다. 3초산 섬유소는 류연법 필름에 사용되고 있고, 방사(紡絲)에 의한 섬유는 연초(煙草) 필터나 의복의 용도가 있다

요점 BOX
천연 소재의 cellulose로부터 만들어지는 바이오 플라스틱의 친구
자동차 안전 벨트 pretensioner에도 사용

* 장뇌(樟腦): 침투성이 있고 곰팡이 냄새가 다소 나는 방향성 유기 화합물

* 날화(捏和): 점조로 변형에 대한 저항이 큰 물질을 교반하는 조작

* 류연(流延)법: 용제에 녹인 원료를 필름으로 성형하여 건조

류연( 流延)법

<섬유소계 플라스틱의 특징>

① 강인하다.
② 내유성이나 내 가솔린성은 우수한데, 유기용제에는 용해된다.
③ 윤기, 광택, 투명성이 우수
④ 내후성은 비교적 양호
⑤ 흡습율이나 흡수율은 크다.
⑥ 가소성이 첨가된 grade로 성형되기 때문에, 변형 기준의 내열온도는 높지 않다.