블로그 이미지
이 시대의 마지막 희망 HOPE...!! 프리라디칼
« 2024/12 »
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31

Notice»

Recent Post»

Recent Comment»

Recent Trackback»

Archive»


Polypropylene

전공.. | 2011. 6. 22. 17:24 | Posted by 프리라디칼

1953년 이탈리아의 Natt 교수가 Ziegler형 촉매를 이용하여 처음으로 PP를 합성하였다.  이어 1975년Montecatin사가 PP의 상업 생산을 시작한 후 PP산업은 1996년 현재 전 세계적으로 2,000만 Ton/Year의 수준으로 성장하였으며, 최근 10년간 연 평균 10%의 성장을 기록하고 있다.
PP산업의 발전과정에서 제일 중요한 요소는 촉매와 공정의 개발인데,PP제조용 촉매에서요구되는 기본적인 성질이 고활성과 고입체 규칙성이다. 이 성질을 얻기 위한 많은 노력의 결실로 촉매와 공정의 개발은 꾸준한 발전을 하게 되었는데 발달과정을 간략하게 다음 표에 실었다.
 위에서 제1세대 촉매는 TiCl₃와 Alkylaluminum을 촉매계로 사용하여 PL을 중합시켰는데, 활성이 낮았고 입체 규칙성이 나빠 Atactic Polymer가 상당향 포함되어 있어, 다량의 촉매 잔사를 제거하기 위한 Deashing공정과 Atactic Polymer의 제거공정이 필요했다.  이는 촉매의 활성점이 촉매 표면에 있고 내부의 Ti는 촉매로써의 역할을 할수 없었기 대문이라는 사실을 알고, Solvay사에서는 촉매의 표면적을 넓히는 연구를 하는 과정에서 TiCl₃, 1/3 AiCl₃을 Anisole과 같은 Ether로 세척해 주면 다공성의 TiCl₃을 얻을수 있다는 사실을 밝혀내었으며,  이 다공성은 TiCl₃과 CP2TiMe₂를 이용하여 g-Ti당 생산량과 업체규칙성을 상당히 높힌 2세대 촉매를 탄생시켰다.  하지만, 이러한 형태로는 표먼적을 넓히는데 한계가 있기 때문에 담지체에 촉매를 단층으로 담지 시키기 위한 노력이 강구되어지게 되었는데 Mitsui와 Moneted-Ison사에 의해서 MgCl₂담지 TiCl₄/AIR₃EB의 촉배 시스템이 개발되어져 고활성 고입체 규칙성을 가진 제 3세대 촉매를 이용한PP가 탄생하게 되었다.
이후 계속적인 연구로 위의 3세대 촉매에 Ex-Ternal Electron Donar(Silane유도체)를 추가하여 활성이 더욱 높고 입체 규칙성이 더 증가된 촉매가 개발되어져 제 4세대 촉매로써의 기능을 가지게 되었다.
촉        매 제1세대 제2세대 제3세대 제4세대
1950'S 1970'S 1980'S초 1980'S말
TiCl3-AA SOLVAY TYPE Mg 담지 촉매 Mg 담지 촉매
ACTIVITY kg-PP/g-cat 1 4~5 12 20
AP% 6 3~1 4 3~1.5
공 정 SLURRY o
BULK x o
GAS PHASE x △~○ △~○

X POOR      FAIR      GOOD      EXCELLENT
 

1. 제조방법

고순도의 프로필렌을 적절한 촉매로 적절한 조건에서 반응 시키면 분자량 10,000~1,000,000의 결정성 고분자가 합성된다.  이를 폴리프로필렌(이하 PP)이라 한다. 
PP는 5대 범용 수지 중의 하나로 가격대비 성능의 우수성으로 응용법위가 확정되고 있는 추세이다.
분자식 CH₂= CH - CH₃이며 주로 나프타의 크랙에 의한 올레핀의 제조시 부산물이다.
5대 범용수지 : LDPE , HDPE , PP , PS , PVC

1-1. PP의 종합
PP의 중합에 이용되는 촉매는 거의 전부가 ZIEGLER-NATTA형으로 주기율표상의 4~6,8족의 전이 금속염과 1~3족의 유기 금속 화합물을 반응시켜 만든 것이다. 그중 가장 보편화 되어 있는 촉매로는 TiCl₃(주촉매)와 알킬알루미튬(조촉매)그리고 제 3성분으로 전자공여체 화합물을 쓰고 있다.
현재는 제1세대 촉매는 사용되고 있지 않고 제2세대인 SOLVAY 촉매와 제 3,4세대 촉매가 사용되고 있다.
POLYMERIZATION AND STEREGULARITY PL은 EL(대칭구조)과는 달리 Methyl-Group을 가지고 있어 비대칭이기 때문에 중합을 하였을때 메틸 그룹의 배향에 따라 얻어진 폴리머의 입체 규칙성이 위와 같이 세가지 종류로 구별된다.

1) 아이소택틱(ISOTACTIC)-COMMERCIAL PP
    메틸기가 동일 방향으로 정렬 된 경우로 결정을 이룬다.
2) 아택틱(ATACTIC) : PP중합시 섞여나오며 물성을 저하시키므로 제거해야 됨
    메틸기가 불규칙하게 배열괸 경우로 결정을 이루지 못한다.
3) 신디오택틱(SYNDIOTACTIC)
    메틸기가 교대로 정렬된 경우로 결정을 이룬다.
    단 PP에서는 상업적으로 생산되지 않는다.

상기 3가지의 구조중에서 상업적이 PP제품에 는 Isotactic PP와 Atactic PP가 섞여 있는데 Isotactic PP는 끓는 N-heptane에 추출되지 않으므로 그 N-heptane불용분에 비율을 Isotactic Index(I,I)라고 하여 입체 규칙성의 지표로 쓴다.
PP의 입체 규칙성에 영향을 주는 것은 많지만 대부분의 촉매의 형태에 의해서 결정된다.  단 중합시 제 3성분 투입량의 조절에 의해서 I,I(또는 X,S)를 조절할 수 있다.
Bulk 또는 Gas Phase 공정의 제품에서는 Isotactic Index 대신에 Xylene Solu-Bles을 입체 규칙성의 지표로 삼는다.
Xlylene Solubles는 25℃에서 PP의 Xylene용해분의 %로 나태낸다.
중합시 부촉매/ 제 3성분의 비율을 변화시켜 I , I를 높여준다.

4) 특징
Atactic PP : 부드럽고, 탄력성이 좋으며 Waxy 한 물질이다.
Isotatic PP : 결정성이 매우 높고 경도가 좋아 용융점이 높다.
Syndiotactic PP : 쉽게 ㅅ애성되지 않고 단지 학문적으로 흥미가 있을 뿐이다.
양질의 PP Product는 96~97%의 Isotactic PP와 3~4%의 Atactic PP를 포함한다.
Atactic 양이 너무 많으면 폴리머가 부드러워져 장력이 충분치 않게 된다.
PP의 중합 방법은 크게 Slurry 공정, Gas Phase 공정으로 나눌수 있다.

<SLURRY 공정>
이 공정은 촉매를 탄화수소용매(주로 Hexan 또는 Heptane)에 현탁시키고 Monomer를 투입하여 중합반응을 일이크며 반응이 끝난후 용매와 함께 슬러리 상태로 배출된 고분자 입자를 원심 분리기등을 이용하여 용매 및 잔류 Monomer로 부터분리 시켜서 회수한 후 필요하면 Deashing 공정을 거쳐서 촉매 잔사를 제거 한 후 Pellet화 한다.
반응기 운전조건, 온도 : 50~90℃, 압력 : 25~40atm, 슬러리중의 PP함량 : 10~40%, 장점으로는 반응기 운전이 쉽다.  제품의 물성이 균일 한 편이다.  단점으로는 용매 회수 공정이 필요하므로 운전 COST가 높다.
용매에 Hz의 용해도의 제한 때문에 고  MI의 제품 생산이 곤란하다. Ethylene의 함량을 높히는데 한계가 있으므로 Random 또는 Impact Copolymer의 생산에 한계가 있다.  채택회사로는 미쓰이 석유화학, 몬테디손,대한유화, 호남석유 1공장, 삼성종합화학, 효성이 있다.

<BULK 공정>
이 공정은 Slurry공정에서의 용매에 해당하는 것을 액상 프로필렌 자체를 사용하므로 Monomer의 농도가 높아서 반응성이 크고 용매 회수공저이 필요없다.
이 공정에서 생산된 제품의 물성은 Gas Phase공정의 제품과 비슷하다.
반응기 우전조건, 온도 : 60~80℃, 압력 : 30~40atm, 장점으로는 H₂의 농도를 높히기 쉬우므로 MI 제품 생산이 가능하다.  Impact 및 Random Copolymer의 생산이 용이하다. 공정이 단순하다. 단점으로는 운전 조건이 가다롭다. 제품 물성이 Slurry에 비해서 다소 나쁘다.  채택업체로는 UCC,미쓰이, 하이몬트, 호남정유, 현대석유의 제 2반응기가 있다.
Progress and flow diagram of PP process

2. 특성과 성질

Polypeopylene 은 Propylene을 중합하여 만든 것으로 중합시 치환기의 배열 상태에 따라 Isotactic Polymer, Syndiotactic polymer 및 Atactic Polymer등 3종류의 입체구조를 갖는것으로 알려져 있다,
결정화도는 Isotactic>Syndiotactic>Ata-Ctic Polymer 순이며 Syndiotactic Polymer 는 생산이 극히 적고 Atactic Polymer는 촉매활서이 낮은 Slurry 공정에서 다량 발생하기 때문에 용제를 이용하여 제거하고 고활성 촉매를 이용하는 공정에 서는 Atactic Polymer 생산이 적어서 시중에 판매되는 PP는 대부분이 Isotactic Polymer 임 또한 Homopolymer 의 결점, 즉 LDPE 및 HDPE에 비해 저온 충격강도가 약하기 때문에 Ethylene을 공중합하여 저온 충격강도를 보강한 Impact-(Block)Copolymer와 트명성을 개량한 Random Copolymer가 생산 판매되고 있다.
PP의 우수한 특성은 Plastic중에서 가장 가볍고 표면광택이 우수하다.(비중 : 0.98-0.91)내열성이 우수하다.(1000℃ 이상에서 계속 사용가능) 견고하다. (기계적 강도 및 내마모성 우수, Hinge특성) 화학적 안정성을 갖는다.(내 Stress Cracking성 우수) 성형 가공성이 좋다.  전기적 성질이 우수하다. 무독성이다.

<<
생산공정 발전 과정 >>

공     정 특     성 장 단 점
DILUENT SYSTEN - 촉매잔사 제거공장
- 아탁틱 PP 제거공정
- 아탁틱 PP 제거공정 불필요
- HIGH COST
- 복잡한 공정으로 제품 오염 발생가능성 높임
BULK SYSTEM - 아탁틱 제거공정,촉매잔사 제거공 - SOLVENT VESSEL에 의한 제품 오염제거
고활성 촉매
SYSTEM
정 불필요 - 간단한 공정으로 운전 용이
- LOW COST
- 고활성 촉매 사용으로 제품 품질 우수

아이소탁틱 PP, LLDPE, LDPE의 분자구조를 비교, 나타낸 것이다. LDPE에는 HDPE에 비해 길고 (탄소 원자 7개 이상) 짧은 (탄소원자 6개 이하) Branching이 많으며 이 때문에 LDPE의 용융거동은 HDPE와 다른 특성을 나타낸다. HDPE,PP처럼 LLDPE는 Linear Molecule이며 짧은 Branch만 있다.  LDPE는 Branch 구조로 인하여 결정이 형성이 어려우며 따라서 HDPE에 비하여 결정성, Stiffness가 우수하며 용융점(Tm),유리전이온도(Tg)가 높다.
아이소탁틱PP및 HDPE, LDPE의 중요 특성에 대한 요약이다.
이 특성 차이로 인하여 수지의 용도는 달라진다. LDPE는 가공서이 우수하고 질기므로 쓰레기 Bag 같은 Tough Film에 알맞다. HDPE는 LDPE에 비해 Siff하고 질기므로 우유 용기 같이 중공 성형에 알맞다.

타    입 특   징 용   도
랜덤공중합체 결정성 저하, 투명성 광택양호, 유연 내한성film, 투명 blow용기
저온 hreart-seal성 film
block적 랜덤
공중합체
랜덤과 블럭의 중간적 성질 강도, 내충격성과는 발란스 랜덤보다 우수하다. 내한성 film
block공중합체 PE, PP부는 상용하지 않고 독립함을 형성 강도, 내충격성의 발란스 양호  
PP, PE블럭
공중합체 혼합물
PE, PP부는 상용하지 않고 각각 독립함을 형성 PP,PE부의 결정성은 거의 저하 하지 않는다.  강도, 내충격성의 발란스에 우수.
내 크리프성 양호, 투명성, 광택은 떨어진다.
시판의 성형용의 내충격성 PP는 전부 이 type맥주 등의 각종 콘테이너



PP Film은 투명하고, Stiffness가 뛰어나므로 내부를 들여다 볼수 있는 Film 포장에 많이 이용된다.  또PP의 우수한 Stiffness, 연신성은 Fiber, Stretched Tape에도 잘 적용된다.

수   지 HDPE LLDPE LDPE PP

특   징

고결정성, 강성, 기계적 성질 우수하나 가공성이 어려움 구조, 기계적 성질이 HDPE,LDPE의 중간 이며 짧은 BRA-NCH만 있다 길고 짧은 BRANCH가 있으며 BRANCH로 인하여 결정성,강성이 HDPE보다 열등하나 가공성은 우수하다. 아이소탁틱 PP는 BRANCH가 없으며 결정성, 강서잉 우수하나 가공성이 열등하다.

<표 1> PP , PE의 특성

수    지 수     지
PP HDPE LDPE
밀도(g/cc) 0.9~0.91 0.94~0.96 0.91~0.93
용융온도(℃) 160~170 125~135 110~125
열변형온도(℃,66Psi) 104 77 43
SHORE 경도(D,TYPE) 75 65 45
굴곡탄성률(kg/㎤) 12,600~14,700 8,400~11,200 -
IZOD충격강고(kg.㎝/㎝) 2.7~5.4 10.8~54 NO-BREAK
유리전이온도(℃) 0 -100 -100
경정화도(%) 65 90 70

2-1 PP의 기본 물성
수지의 흐름성을 나타내는 척도로서 일정한 Load(2.16kg)와 온도 (230℃)하에서 규정된 Orifice(2.095mm)를 통해 10분간 흘러나온 수지 의 무게(g)를 의미한다.
MI는 분자량 및 가공성과 밀접한 관계가 있으며 일반적으로 MI가 증가하면 유동성(흐름성)이 증가하고 이는 Polymer의 분자량이 작다는 것을 의미한다.

ISOTACTICITY
PP는 생산과정에서 약간의 Atactic 물질이 Isotactic Resin과 함께 생산되고, Isotactic는 PP의 물성에서 중요한 요소가 된다. Isotacticity가 높을수록 결정성이 커지고 경도가 좋아 용융점이 높아진다.  양질의 PP는 96~97%의 Isotacticity를 포함한다. 널리 사용되는 Test방법은 Isotactic Index와 Xylene Solubles이다.
* Isotactic Index(Ⅱ)
 협탄을 이용하여 Resin중의 Atactic부분을 추출하여 결정하며 남아 있느 부분의 무게를 달아서 wt % I.I값은 Melt Flow에 따라 크게 변화 하면서 Homopolymer Resin에서 일반 적으로 92~98%의 I.I를 갖는다. (사출 Grade : 92~95%, Film Grade : 96~98%)
Polymer를 끊는 Xylene에 녹인후Isotactic 부분을 침전 시켜 그함량을 결정한다.  Atactic 부분은 남아있게 되고 이 남아있는 용액을 %XS로 나타낸다.
Homopolymer Resin에서 일반적으로 2~8%의 XS을 갖는다.

결정화도 CRSTALLINITY
결정성 고분자에 있어서 성형품의 성질에 가장 큰 영향을 미치는 요소중의 하나는 결정화도이다.
경정화도는 PP전 중량에 대해 결정부분의 중량분율로 나타내면 X선 회절, IR, 밀도 열분석 (TA)등으로 측정된다. 결정화도는 보통 Isotactic Index가 높을수록 커진다.
또 분자량이 커질수록 분자쇄가 확산하기 어려 우므로 결정화도가 낮아지나 열 이력에 따라 변할수 있다. PP의 결정화도는 50~70%정도이다.
결정화도가 커지면 항복강도는 커지고 충격강도는 떨어지며 기체 투과성은 낮아진다.
 
2-2. COMONOMER 배열에 따른 PP의 물성

Homopolymer
Propylene만으로 중합된 Polymer
PL - PL - PL - PL

  • 특성 - Highly Crstalline, High, Melting Pont, Good Stiffness, Lightest Major Plastic
  • 일반적으로 94%이상의 Isotactic Index가 요구됨
  • 물성에 미치는 중요한 Factor
    - Melt Flow
    - Isotactic Index(or Xylene Solubles)
    - Stiffness→Flexual Modulus
    Impacy Copolymer(Hetero-Phasic Copol-ymer)
  • 제1반응기에서 1차 Homopolymer를 중합한 이후 제2반응기에서 잔류촉매 활성으로써 에틸렌, 프로필렌 공중합을 한 경우 Homopolymer이므로 불투명해지거나 충격강도가 매우 좋아진다.
  • Two-Stage반응 System에서 만들어진다.
    Impact Copolymer는 Homopolymer와 Ethylene-propylene Copolymer Block의 두개의 Main
    Block의 두개의 Main Blocks로 구성된다.
    → EPR(Ethylene-Propylene Rubber)과 Homopolymer와의 Blend(PPPPP : EPEEEPEE)(일반적으로 7-25%의 Ethylene이 함유)
  • 물성에 미치는 중요한 Factor
    - High Isotacticity 의 Homopolymer
    - Rubber Cintent
    - Impact Strenth와 Stiffness의 Balance Random Copolymer
    프로필렌과 에틸렌으로 Random공중합한 경우
    - PL- PL- PL- EL- PL- PL- EL- PL
    소량의 에틸렌을 함유한 Random공중합체는 EL 때문에 규칙성이 흐트러져 결정성이 저하하여 투명성이 좋아지고 충격강도도 개선된다.
    EL때문에 규칙성이 흐트러져 결정성이 저하하여 투명성이 좋아지고 충격강도도 개선된다.
    Stngle-Stage반응 System에서 Ethylene/Pr-oylened의 Copolymerization에 의해서 생성된다.
    (5%이하의 (Ethylene함유)
  • 특성 - Lower Crystallinity, Lowermelting Point, Lower Stiffness,Better Clarity
  • 물성에 미치는 중요한 Factor
    Ethylene Content
    Xylene Solubles
    Melt Solubles
    Melt Flow
    Ramdom Terpolymer
    프로필렌, 에틸렌, 1-부텐으로 Random 공중합한경우 Random Copolymer 보다 더욱 우수한 열봉합성을 갖는다.


일반적인 물성비교

항복강도 : Homopolymer>Impact Copoly-mer>Random Copolymer
강      성 : Homopolymer>Impactcopol-ymer>Random Copolymer
내충격성 : Impact Copolymer?Random Copol-ymer>Homopolymer
투 명 성 :  Random Copolymer>Homo>Impact Copolymer

랜덤 공중합체는 프로필렌과 에틸렌을 동시에 중합하는 것으로 에틸렌이 불규칙적으로 존재하여 PP의 결정화를 방해하므로 불완전한 결정이 많이 생성된다.  따라서 결정화도가 저하되어 제품이 유연하고, 투명성이 좋으며, 충격강도가 커진다.
프로필렌만으로 중합을 한 다음 제2반응기에서 에틸렌을 중합시키는 방법으로 제조하여 불록 중합이라고도 하지만 다분히 PP,PE 블랜드에 가깝다.  그러나 단순히 PP,PE를 블랜드 한 것과는 다르다.
이러한 Impact Copolymer는 DSC분석으로 120~130℃에서 작은 PE의 피크가 나타나며 저온 충격강도가 현저히 향상된다.
단 PP와PE의 상차이로 투명성이 불량해 진다.

분자량과 분자량 분포
분자량 및 분자량 분포는 융용유동성에 관련이 깊으며 따라서 가공성에 큰 영향을 미친다.
따라서 용도나 가공법에 따라서 적절한 분자량 및 분자량 분포를 MI를 사용하고 있으나 정확한 것이 못된다. 고분자의 분자량에는 수평균 분자량(Mn), 중량평균 분자량(Mw), 점도 평균 분자량(Mv),Z평균 분자량등이 있으며 희박용액의 침투압 측정, Light Scattering, 극한 점도법, GPC법등으로 측정할수 있다.
현장에서는 중합시 투입되는 H₂의 량으로 분자량을 조절한다.  실제로는 MI를 조절하는 것이다. 일반적으로 분자량이 크면 강도등의 기계적 성질은 좋아지고 점성이 커져서 Melt Flow가 작게 되고 성형조작이 어렵게 되므로 젶무의 사용 목적에 따라 적절히 Control해야 한다.
PP와 같은 고분자는 분자량이 모두 동일한 것이 아니고 저분자량으로 부터 고분자량까지의 분포를 가진다. 이것을 분자량 분포(Molecularweight Distribution)라고 하는데 중합조건이나 촉매의 Type에 따라 변화할수 있다.
MWD의 측정은 주로 GPC(Gel Permeation Chromatography)법을 쓰고 있다.
MWD= Mw/Mn
분자량 분포가 넓으면 내충격성, 강도, 탄성등은 낮아지나, 표면광택도등은 우수하고 Melt Flow가 커져서 성형이 용이하다.

열적성질
유리전이점(Tg)은 동결되어 있던 무정형부의 분자쇄가 Microbrown운동을 개시하는 온도이다. Isotactic PP의 경우에는 결정성이므로 급격한 변화는 없으나 열 팽창계수, 비열, 탄성율, 기체투과율, 전기저항등 각종 성질이 변한다.
유리전이점은 열분석, 동적 점탄성, Dilatometer등으로 측정할 수 있다. PP의 유리전이점은 0℃ 부근으로 AP의 함량에 따라 달라질 수 있으며 PE보다 높으므로 저온 취화온도가 높다.
융점(Tm) : 결정성 Polymer인 PP는 165℃ 근처에서 융점을 나타낸다. PP의 융점은 Isotacticity가 높을수록 높아지고 열 이력에 따라서 약간씩 차이가 있다.
결정화  : PP의 겨우 120℃ 근처에서 재결정화가 일어나며 이는 과냉각상태에서 결정화가 일어남을 말한다. 핵제등을 첨가하면 결정화온도가 올라간다. 결정화 온도가 생성되는 결정형태에 영향을 주어 성형품의 품질에큰 영향을 미친다.  특히 Film이나 Tape등의 연신서에 큰 영향을 미친다.
온도가 높으면 핵발생이 곤란하여 결정화가 느리게 되고 온도가 낮으면, 분자쇄의 확산이 어려워 결정화가 어렵게 되므로 결정화 속도가 최대가 되는 지점에서 측정한다.
PP를 질소 분위기하에서 가열하면 400℃~500℃에서 급격한 중량감량이 발생한다.
이는 분자쇄의 절단에 의한 열분해에 의한 것이다.

분자량, 분자량 분포에 따른 변화(PP HOMOPOLYMER)

품              명 MI (증가)
(분자량분포동일)
분자량분포좁아짐
(MI 동일)
일반 STRENGTH 감소 -
  가공성 증가 -
EXTRUSION(TAPE,FILM) DRAW RESONANCE 감소 감소
  MELT FRACTURE 감소 -
  NECK IN - 증가
사출 가공성    
  SPTRAL FLOW 증가 -
  DIMENSION STABILTY 증가 -
  IMPACT STRENGH 감소 증가
  TENSILE STRENGH(YIELD) 증가 감소
  ELONGATION(YIELD) - 증가
  MOUNLUS 증가 감소
FIBER SPINNING DIE에서의 가공성 증가 -
  냉각 SPEED - 감소
  최대 DRAW RATIO 증가 감소
  FIBER STRENGTH 감소 -
  ELONGATION
(특정 DRAW RATION)
증가 감소
  TENACITY(특정 DRAW RATION) 감소 증가
  MOULUS(특정 DRAW RATION) 감소 -


기계적 물성
PP의 기계적인 물성은 성형방법 특히 냉각속도 및 Annealing에 따라 크게 좌우된다. Annealing이란 수지가 용융되어 냉각될때 생기는 내부 응력을 제거시키는 열처리를 말하며 보통 열 변형 온도보다 5~10℃낮은 온도에서 수십분 내지 수시간 방치한다.
PP의 기계적 물성은 대체로 분자량이 높을수록(MI가 낮을수록)향상되지만 이에 따라 가공성이 나빠즈므로 사용목적에 적절한 기계적 물성과 가공성의 타협점을 찾아야 한다.

[표 2] 대표적 플라스틱의 전이온도

고 분 자 Tg(℃) Tm(℃)

천연고무

-65~-75 28
폴리에틸렌 -21~-53 107~138
폴리프로필렌 -4~-43 160~170
폴리염화비닐 70~80 -
폴리스티렌 75~100 230(이소탁틱)
폴리초산비닐 28~31 -
나일론6 50~60 227

PP의 노화성
PP는 분자 구조상 산화 열화 받기 쉬운 결점이 있다. 때문에 가공시나 사용시 안정제가 필요하다. PP의 열화의 원인은 주로 열, 빛(UN), 공기중의 산소 등으로 복합적으로 작용한다.  이러한 열화의 형태와 안정제를 알아보고 열화의 진행 상태를 측정하는 법을 알아보기로 한다.
 

  • 분자량과 Stabilizer에 영향을 받는다.
  • Stabilizer를 첨가하지 않는 상태에서의 PP의 수명은 6개월정도이다.
  • 분자량이 큰 것이 노화가 잘된다.
  • 광택도(Gloss)(%)
    방향성을 가지는 선택적 표면 반사율로서 반짝임이나 광택의 정도를 표시한다.
    결정성이크고 MI가 크고 분자량이 작을수록 또 Homopolymer가 Copolymer보다 광택도가 좋다.
  • HAZE(흐름도)(%)
    -
    Film 등의 성형후의 투명성을 타나냄.
    - Haze의 %가 낮을수록 투명성이 좋다.
전기적 성질
PP는 PE와 마찬가지로 뛰어난전기 절연성을 가지고 있다. 
유전율, 역율도 작으며 우수한 고주파 특성을 갖는다.
  • 시험방법 : 유전상수(Dielectric Constant),표면고유저항, 체적고유저항 등
내약품성
PP는 Hydrocarbon으로 되어 있어서 대단히 좋은 내 약품성을 띠고 있으나 Hydrocarbon 제품에는 약하다. 일반적으로 산이나 알칼리에는 다른 열가소성 플라스틱 보다도 고온에서 잘 견디나 80℃이상에 서 벤젠, 톨루엔과 같은 방항족 탄화수소 및 할로 겐화 탄화수소(사염화탄소 등)에는 용해된다.
  • PE와 마찬가지로 우수한 내약품성을 가지나 구조에서 3급 탄소 원자를 가지므로 산화성 약품에는 침해되기 쉽다.
    비극성 Solvent에 대해서는 온도를 높이면 용해되나 극성 용매에 대해서는 강한 내성을 갖는다.
내스트레스 크래킹성
부분적으로 응력이 잔류 또는 걸려 있는 상태가 장기간 지속될 때 그 부분에 균열이 생기는 현상을 스테레스 크래킹이라 칭한다.  스테레스 크래킹은 유기용제 또는 계면 활성제에 의해 현저하게 촉진된다. 내 스트레스 크래킹은 MI가 작을 수록 크다.
수축율
Filler나 가공방법에 의해 Control할수 있다,
급냉하고 사출시 간과 압력을 크게하면 수축률이 저하된다.
* PP의 성형시 수축율 : 1.2~2.5%
Pellet Size : 100개의 Pellet 당 무게(g/100개)
(10-200 Mesh 의 선택된 Sieve로 Sample을 결정해서 Test한다.)

자료 : 유원컴텍
출처 : Daum Cafe 재활용 플라스틱거래소

'전공..' 카테고리의 다른 글

아크릴 점착제, Rubber 점착제  (0) 2011.06.24
UV Ink  (0) 2011.05.28
자외선 차단제에 대한 개론  (0) 2011.05.20
자외선 안정제에 대하여..  (0) 2011.05.20
UV코팅 기술정보  (0) 2011.05.20
: