분야
hwp고분자 재료
◇ 내열성 고분자
◇ 난연성 고분자
◇ 고온내열성 고분자 (11종)
◇ 고강도 고탄성 고분자 (2종)
◇ 친수성 고분자 (7종)
◇ 이온성 고분자 (1종)
◇ 전기 전자 기능성 고분자
◇ 분리 기능성 고분자
◇ 감광성 고분자
◇ 생분해성 고분자
◇ 생체적합성 고분자
복합 재료
◇ 유리섬유
◇ 붕소섬유
◇ 탄소섬유
◇ 고강도 폴리에틸렌 섬유
◇ 아라미드 섬유
◇ 세라믹 섬유
◇ 알루미나 섬유
◇ SiC 섬유
◇ 금속 섬유
◇ 휘스커
◇ 에폭시 수지
◇ 불포화 폴리에스테르 수지
◇ 페놀 수지
◇ 열가소성 수지
◇ 하니컴
◇ SMC
◇ BMC
참고
고분자 재료 중에서 섬유나 고무로 이용되는 것을 제외한 나머지를 합성 수지(synthetic resin)라 한다. 일반적으로, 고분자 재료는 어느 것이나 간단한 저분자 화합물을 원료로 하여 적당한 촉매, 반응 조건에서 이들을 중합 또는 축합 반응시켜서 만들며, 이 때 원료로 사용되는 기본적인 저분자 화합물을 단위체(monomer)라하고, 생성 고분자 화합물을 중합체(polymer) 혹은 플라스틱(plastic)이라 한다.
< 표 1. 고기능 고분자 재료의 종류 >
1. 내열성 고분자
고온에서 역학적 성질, 전기적 성질 등이 열화하지 않고, 일반적으로는 300℃이상에서도 실용에 견디는 고분자 물질로 고분자 물질, 무기 고분자, 킬레이트 고분자, 내열성 단위를 가지는 유기고분자 등이 이에 속한다. 일반적으로 유기고분자에서는 전공액계 고분자가 열적으로 안정하다. 그러나 이들 고분자는 용매에 잘 녹지 않는다. 내열성 단위로서는 분자사이의 힘이 큰 요소 아미드 결합 등이 대표적인 것이다. 따라서 내열성을 향상시키기 위해서는 분자 사이의 상호작용이 강하고, 융해를 하여도 엔트로피가 그다지 증대하지 않는 구조를 갖게 하는 것이 필요하다.
조건으로서 융점, 유리 전이점이 높은 것이다. 분해온도가 높다. 내산소, 내오존, 내약품성이 높은 것 등이다. 이런 조건을 만족하는 분자구조로서 대칭성이 좋은 평면구조가 바람직하고, 방향족(복소환을 포함)의 폴리머, 레더 폴리머, 시트상 폴리머 등이 적합하고 방향환 이외의 2중 결합이나 메틸렌기, 제3급 탄소도 존재하지 않는 편이 좋다. 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드이미드, 페놀수지, 폴리페니렌 옥시드, 폴리파라시리렌, 방향족 폴리설폰, 폴리벤즈이미터조올을 등이 있다. 가공성을 고려하면 열가소성 용해성이 있어야 하고 에테르 결합의 도입이나 부분적 레더 폴리머의 합성이 기획한다. 폴리벤즈이니다조올은 디메틸 포름 아미드나 dimethyl sulfoixde등의 용매에 가용하므로, 실용성은 높고 폴리아미드는 불용불융이다. 전물질인 폴리아미드 칼본산이 디메틸아 세트아미드에 가용하므로 성형 후, 폴리아미드화시킨다. 폴리아크로니트릴이나 폴리-1.2-브타디엔을 가열처리하면, 열분해를 함께 하지 않게 하면서 열 안정성이 있는 레더 폴리머를 거쳐서 그래파이드화하여 시트상 폴리머를 형성한다. 그래파이드화한 것을 2000~3000℃에서도 견딘다. 탄화섬유는 아크릴섬유의 열처리로서 제조한다. 유기고분자의 열안정성을 중대시키는 연구방향의 한가지에 중금속을 키레이트의 형상으로 도입하는 방법이 있고, 프타로시아닌 폴리머, 페로센 폴리머, 폴리세미칼 파지드 금속, 키레이트 등이 합성한다. 고기능수지의 대표적이다.
2. 난연성 고분자
< 그림 1. 고분자 표면의 연소 >
난연성 고분자란 불꽃에 접촉하고 있을 때는 타지만 불꽃을 제거하면 스스로 불꽃을 내면서 연소하는 것을 방지 또는 억제하도록 하는 고분자를 말한다. 즉, 타지 않도록 하는 것이 아니라 화재의 전파 능력을 상실하게 하는 고분자를 말하며 난연 대신 방염(防炎), 방화(放火), 방연(防燃) 등의 용어를 사용하기도 한다.
3. 고온내열성 고분자
▶ 플루오로화
탄소-불소 결합은 탄소-수소 결합이나 탄소-탄소 결합보다 더 높은 결합력을 갖고 있다. 구조적 규칙성을 갖는 고분자는 결정성 플라스틱 물질이면 반면에 비결정성 고분자는 고무이다. 이 물질은 우수한 고온 내열성을 갖고 있음에도 불구하고 화학적 저항성에 유용하고 코팅하는데 들어붙지 않는 물성으로 알려져있다.
▶ 방향족 고분자
저온 내열성, 플라스틱 물질로서 가장 중요한 응용분야에서 고분자를 설계하는데 가장 성공적인 시도는 방향족 고분자라 블리는 벤젠 고리로 구성된 고분자 사슬의 형태를 이용한 것이다. 폴리에틸렌테리프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테리프탈레이트(PBT), 비스페닐A 폴리카보네이트가 있다.
▶ 탄화수소 고분자
분자가 탄소와 수소 만으로서 구성되어 있는 유기화합물의 총칭이다. 유기 화합물의 기본적인 화합물로 생각하여, 예컨대 분자중의 수소를 수산기, 아미노기, 카르복시기, 할로겐기 등으로 치환하면 각각 알코올, 아민, 유기산(카르복시산) 할로겐화물로 된다.
