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3 수지의 종류 -3 열가소성 수지

3 수지의 종류 -3 열가소성 수지

열가소성 수지는 일차원 구조 (선형 구조의 고분자의 집합)의 고체 고분자로 가열하면 용해하고 냉각하면 고체가됩니다.

유리 전이 온도 또는 융점까지 가열하여 말랑 말랑 해져서 원하는 형태로 성형 할 수있는 수지입니다.
일반적으로 열가소성 수지는 절삭 · 연삭 등의 기계 가공이 어려운 경우가 많고, 가온 부드럽게 한 곳에서 금형에 끼워 넣어 냉 응고시켜 최종 제품 사출 성형 가공이 널리 이용되고있다 합니다.

절삭 기계 가공하여 어려움을 극복 한 것이 ‘엔지니어링 플라스틱’입니다.

가열 해 가면 분자의 열 운동이 활발해져 분자의 뒤 엉킴이 풀려 있습니다.
그 결과, 고체 중합체가 부드러워지고 점성 액체입니다.

더 강하게 가열하면 탄소와 수소로 구성되는 고분자의 각 분자가 붕괴되고 기화 (열분해)합니다.
거대한 분자량이기 때문에 기화에는 상당한 열량을 필요로합니다.
열분해가 일어나는 직전까지 가열하여 액체 상태로 형태 속에 밀어 냉각하여 성형하는 것이 열가소성 수지의 성형법의 원리입니다.

가열해서 부드러워져, 자유롭게 형성가능한 상태(가소성)에 할 수 있는 수지라고 하는 의미로 『열가소성수지』라고 하는 명칭이 생겼습니다.
또한 선형 고분자는 용매를 가하면 얽힌 고분자가 풀리고, 고분자 주위에 용매 분자가 배위하고 녹아 있습니다.
어떤 용매가 잘 배위 (용해)하거나 고분자를 구성하는 분자와 용매의 성질에 의해 결정됩니다.
이러한 열가소성 선상 고분자 수지는 폴리 염화 비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 있습니다.

비결정성 수지

일반 폴리스티렌, 폴리 메틸 메타 크릴 레이트, 폴리 카보네이트 등은 비결 정성으로 무정형라고도합니다.
폴리 염화 비닐은 미세한 크리스탈 부분을 포함하지만 전체적으로는 비결 정성에 가까운 성질을 나타냅니다
비결 정성 수지는 유리 전이 온도를 경계로하여 저온 측에서 취성 딱딱한 유리 상태를 나타내고 고온 측에서 부드러운 고무 모양의 성질을 나타 내기 때문에 실용면에서의 사용 온도가 중요합니다.

결정성 수지

결정 성 수지라고해도 수지는 부분적으로 결정화되지 않고 비결정 영역도 존재하는 데 유리 전이 온도 부근에서의 변화하는 성격 이야말로 크지 만, 그 이외는 비교적 안정되어 있습니다 .

용융 상태에서 냉각하면 처음에 석출 된 결정 핵에서 방사상으로 접힌 구정(球晶 spherulites)로 성장합니다.
구정(球晶 spherulites)가 커지면 자연 광선은 불투명합니다.
폴리에틸렌 병이 불투명 한 것은 그 때문입니다.

구정(球晶 spherulites)의 크기는 물성에 영향을 미치기 때문에 성형시의 냉각 속도를 잘 관리하고 球晶를 정렬하는 것이 중요합니다.

결정 성 수지를 늘려서 배향 시키면 뭉치 모양의 미세 결정이 생성하고, 열처리하여 결정을 정렬하면 고강도 내열성이 좋은 수지입니다.
이 기술은 합성 섬유와 연신 필름에 이용되고 있습니다.
수지의 결정 화도는 X 선에 의해 쉽게 측정 할 수 있습니다.

결정 성 및 분자량과 분자량 분포

합성 수지의 분자는 분자량이 다른 동족체의 혼합물이다.
합성법은 통계적인 규칙에 따라 표시되는 분자량은 평균 분자량입니다.
평균이라는 것은 다양한 크기의 분자량 분포하고 있다는 것을 의미합니다.
다 산성이 광폭의 것 일수록 비결 정성으로 유연한 있습니다.
분자량의 대소와 결정화도가 물성을 결정합니다.
어느 정도의 결정 성이 있고, 분자량이 큰 수지는 강인한입니다.
하지만 한도를 초과하면 성형 성이 나빠 실용에 적합하지 않습니다.

열가소성 수지의 열적 성질 (대표 값)

비결정성 수지 이름 기호 밀도
[g/cm3]
비열
[J/g ℃]
열전도율
[W/m K]
열 변형 온도
Tg
Tm
성형 온도
폴리스티렌 PS 1.04-1.07 1.34 0.10-0.14 76-94 100-105 240 170-260
폴리 염화 비닐 (경질) PVC 1.35-1.58 0.84-1.17 0.13-0.29 60-76 72-105 170-210 150-210
폴리 염화 비닐 (연질) PVC 1.16-1.35 1.26-2.09 0.13-0.17 75-105 147 160-200
아크릴 수지 PMMA 1.17-1.20 1.47 0.17-0.25 124-136 100 95-105 170-270
스티렌 아쿠리로니토루 부타디엔 ABS 1.03-1.08 1.38-1.67 0.19-0.36 96-102 80-110 100-125 180-270
스티렌 아쿠리루니토루 수지 AS 1.08-1.10 1.39 0.125 88-104 110 115 190-320
결정 성 수지 이름 기호 밀도
[g/cm3]
비열
[J/g ℃]
열전도율
[W/m K]
열 변형 온도
Tg
Tm
성형 온도
폴리에틸렌 (저밀도) LDPE 0.92 2.3 0.33 70-105 -120 108-122 150-270
폴리에틸렌 (고밀도) HDPE 0.96 2.3 0.46-0.50 125-127 -122 120-140 200-300
폴리 프로필렌 PP 0.90-0.91 1.93 0.125 49-60 -10 168-180 180-280
폴리에틸렌 테레 프탈레이트 PET 1.47-1.67 1.26 0.31 240 69 260 180-260
폴리 에스테르 PE 1.39 2.3 0.15 50-85 67-81 141 180-260
폴리 비닐 알코올 PVA 1.21-1.31 1.681 0.2 40-80 58-85 200 280-300
폴리 염화 비닐 리덴 PVDC 11.65-1.72 1.344 0.125 54-66 87 210 149-205

Tg:유리 전이점
Tm:융점

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