[고분자]열경화,열가소성 고분자 비교

소개

열경화성. 열경화성 고분자 장단점 비교..

목차

1. 열가소성 고분자 VS 열경화성 고분자
1.1 열가소성 고분자(Thermoplastic polymers)
1.2 열경화성 고분자(Thermosetting polymers)
1.2-1 열경화성고분자의 가교반응
1.3 열가소성고분자와 열경화성고분자의 차이점.장단점
1.3-1 차이점
1.3-2 장단점
1.4 미국의 고분자 생산,수요 통계

본문내용

1. 열가소성 고분자 VS 열경화성 고분자

고분자물질은 크게 열가소성과 열경화성 두 가지 종류로 구분된다. 즉, 열가소성은 한 번 고체화된 뒤에도 다시 용융될 수 있는 것이고, 열경화성은 화학반응에 의하여 고체화되므로 고분자 분자간에 가교(cross-link)를 이루는 것이다. 가교된 물질은 한 번 고체화된 뒤에 다시 용융될 수 없다.

∎1.1 열가소성 고분자(Thermoplastic polymers)
열을 가하면 연하게 되며 온도의 상승에 따라 분자사슬을 통하여 물성 변화가 일어난다. 열가소성 고분자는 저온에서 유리상이 되고 온도가 상슴됨에 따라 고무상 탄성체 또는 유연성 있는 플라스틱으로 변한다. 이 현상이 반복될 수 있다. 이와 같은 고분자를 열가소성 고분자라 한다. 비록 고분자는 아니지만 얼음이나 땜납 등도 열가소성 고분자와 비슷하게 거동한다.
유리상 탄성체로의 변화는 좁은 온도범위(2~5˚C)에서 일어나며, 이 전이 점을 유리전이온도(glass transition temperature, Tg)라고 한다. Tg 이상의 온도에서 무정형 고분자는 결정성 고분자와는 다르게 행동을 하며 무정형 고분자는 온도를 높이면 고무상 탄성체가 점점 연하게 되어 고무상으로 되고 결국에는 액체상으로 된다. 한편 결정성 고분자는 Tg 이상에서 녹는 온도(Tm)에 달할 때까지 고무상 탄성 또는 유연성을 나타낸다. Tm에서 물질은 액화되며 녹게 되면 결정상태의 특성인 광학적 복굴절 및 결정의 X-선회절 특성이 저하된다.

∎1.2 열경화성 고분자(Thermosetting polymers)
열을 가하면 가교결합이 일어나 견고한 고체상 수지를 생성하며 높은 온도에서 분해되는 고분자이다. 비슷한 예로 계란이나 콘크리트를 들 수 있다. 액체상 메틸올멜라민(methylol melamine)의 축합반응으로 가교결합이 일어나서 페놀수지, 요소수지 및 멜라민수지 등이 생성되는데 부분적으로 중합이 일어나서 생성되는 유동성 중합체를 프리폴리머(prepolymer) 라고 하며 중합체 성형의 출발물질로 쓰인다. 가교결합되지 않은 열가소성 고분자물질은 열에 의하여 다른 형태로 변화시킬 수 있으나 열경화성 고분자물질은 그렇지 못하다.
천연고무는 열가소성과 열경화성 플라스틱을 구분하는 예로 많이 사용된다. 천연고무는 열가소성으로 더운 날에는 성형품이 유연해지고, 끈적거리며 형상이 변하기 때문에, 콜럼버스가 유럽에 소개한 이후 4백년 가량은 상업적으로 중요성을 인정받지 못했다. 그러나 1839년 Charles Goodyear 가 황에 의한 경화반응(가황, vulcanization)을 발견함으로써 열가소성이 열경화성으로 전환하게 되었다. 이 경화반응에 의해 고무가 높은 온도에서도 우수한 물성을 유지할 수 있게 되었고, 이로 인해 상업적인 중요성이 크게 증대되었다.

참고자료

· 김상욱 저, “고분자 공학”, 풍남, 1998년, PP 8~9
· 김성철 외저, “고분자 공학 Ⅰ”, 희중당, 1994년, PP 73~75, 488~492
· 김공수 외저, “고분자화학과 재료” , 형설출판사, 1998년, PP 25
· 박정기 외공역, “고분자재료공학” , 시그마프레스, 1998년, PP 7~8, 177-188