PPE의 기술 개발 동향 변성 폴리에틸렌에테르, 압출 특성 및 열성형 우수해 다양한 분야에서 각광 정대상 기자 2012-11-01 00:00:00

 

PPE는 2,6-xylenol의 산화 중합에 의해서 얻어진 비결정성 수지이며 유리전이온도(Tg)는 약 220℃로 대단히 높고, 슈퍼엔지니어링 플라스틱에 필적하는 내열성을 갖고 있지만 유동성이 나빠 사출 성형용 재료로서의 사용은 적합하지 않다.


유동성을 개량하기 위해 개발된 것이 PPE에 스타이렌계 수지(PS, HIPS)를 얼로이화한 PPE/PS계 재료이고, 임의의 비율에서도 완전 상용계를 취하는 보기 드문 조합의 폴리머 얼로이이다. 또한 PS계 이외의 수지와의 비상용계 폴리머 얼로이에 의한 고성능화도 진행되고 있으며 PA/PPE계, PO/PPE계, PPS/PPE계, LCP/PPE계 등의 그레이드 개발이 한창 진행되고 있다.

 

■ PS/PPE계 Alloy
일반적으로 이종 폴리머끼리는 혼합되지 않는(상용되지 않는) 것이 일반적이지만 PPE와 PS계 수지의 얼로이는 상용화제를 사용하지 않아도 분자 수준으로 혼합되는 특이한 완전 상용계이고 PPE와 PS의 비율을 변화시키는 것에 의해 70~180℃의 폭넓은 내열성(HDT) 수지 조성물을 얻을 수 있다. 이 PPE/PS계 얼로이는 내열성, 치수 정밀도(저 선팽창 계수), 난연화(할로겐 프리), 우수한 기계 특성, 전기 특성, 내가수분해성, 저비중이라고 하는 특징을 살려 전기전자기기와 OA 기기 등의 외장과 내부 부품을 중심으로 폭넓게 사용되고 있다. 최근 그레이드 개발에 있어 종래의 PPE/PS계 얼로이의 기본적인 특성을 유지하면서 최종 제품의 성능, 품질 향상에 연결되는 특수 기능 부여에 의한 고기능화가 진행되며 새로운 용도가 진전되고 있다.

 

■ PA/PPE계 Alloy
PA/PPE계 얼로이는 PPE/PS계 얼로이의 결점인 내유성을 대폭으로 개선시킨 재료로 PPE의 특징인 내열성, 치수 안정성 등과 PA의 특징인 내열성, 내유성, 성형 가공성 등을 유지한 체 각종 단점(PPE의 단점: 내유성, PA의 단점: 흡수에 의한 물성 저하, 치수 변화)을 대폭적으로 개선한 재료이다.


PA/PPE계 얼로이는 비상용계의 폴리머 얼로이이고 현재 시판되고 있는 그레이드의 대부분은 상용화제를 이용하므로 PA가 매트릭스상, PPE가 분산상의 도메인 구조를 취하고 있다. 또한 내충격성을 부여하기 위해 수첨가 또는 비수첨가 스타이렌과 이소프렌의 블록 공중합체, 수첨가 또는 비수첨가 스타이렌과 부타디엔의 블록 공중합체 등의 열가소성 엘라스토머가 첨가된다.


PA/PPE계 얼로이는 내열성, 내유성이 우수한 성능을 갖고 있기 때문에 자동차 용도를 중심으로 전개가 진행되며, 엔진룸 내의 릴레이 블록, Junction Box와 외판 용도로의 전개가 진행되고 있다. 특히 외판 용도에 대해서는 경량화, 형상의 자유도, 충돌 시의 형상 회복성 등의 장점을 살린 PA/PPE계 얼로이에 의한 펜더, 백 도어 등의 수지화가 각 자동차 메이커에서 적극적으로 진행되고 있다. 이전의 PA6, PA66, PPE의 얼로이 제품(XYRON A시리즈)에 고내열 PA(PPA)와 PPE의 폴리머 얼로이 제품인 XYRON XP시리즈의 개발에 성공했고 용도 창출이 가속화 되고 있다.

 

■ PO/PPE계 Alloy
PO/PPE계 얼로이는 PP/PPE계를 중심으로 재료 개발이 진행되고 있고, PPE의 내열성과 PP의 내약품성, 내유성, 가스 차단성의 특징을 함께 갖는 재료이다(XYR ON T시리즈 등). PP/PPE 얼로이도 비상용계 폴리머 얼로이이고 상용화제를 이용하는 것에 의해 PP가 매트릭스상 PPE가 분산상으로 된 도메인 구조를 취하고 있다.

 

이 재료의 최대 특징은 내열성과 수증기 차단성이고 PP/PPE의 비율에 의해서 내열성과 수증기 차단성의 밸런스를 조정하는 것이 가능하므로 제 각각 용도의 요구 특성에 응할 수 있는 그레이드 설계가 진행되고 있다.

 

현재는 이들의 특징을 살려서 하이브리드 카의 Ni-H 전지 전장 케이스, 물 주변의 펌프 부품, OA 기기의 내부 부품으로의 용도 전개가 이루어진다. 최근에는 치수 정밀도가 우수한 낮은 휨 그레이드의 개발도 진행되고(XYRON TT520), 섀시류 등으로의 새로운 전개가 기대된다.

향후 고성능화에 있어서 최대 과제는 난연화이며, 따라서 그레이드 개발이 진행되고 있다. 환경 문제에 대응할 수 있는 할로겐 프리에 의한 난연화를 달성할 수 있으면 가전, OA 기기용뿐 아니라 자동차 엔진룸 내 부품과 전장 부품의 난연화 대응 등 적응 용도가 대폭적으로 넓어져 갈 가능성이 예상된다.

 

■ PPS/PPE계 Alloy
PPE/PS계 얼로이에서는 얻을 수 없었던 200℃를 넘는 내열성과 기계적 특성을 살려서 금속과 슈퍼 엔지니어링플라스틱 대체 재료로서 점차적으로 그 용도가 확대되고 있다.


PPS와 PPE는 비상용계의 조합이지만 상용화 기술에 의해 PPS가 매트릭스상, PPE가 분산상으로 되는 도메인 구조의 모폴로지를 형성한 XYRON D 시리즈를 판매하고 있다. XYRON D 시리즈는 비결정성 엔지니어링플라스틱인 PPE와 결정성 슈퍼 엔지니어링플라스틱인 PPS 각각의 장점을 겸비함과 함께 각각의 결점을 대폭적으로 개선하는 것을 가능하게 한 재료이다. 구체적으로는 PPS의 결점인 성형 시 바리의 억제, 치수 정밀도(휨)의 향상, PPS의 Tg 영역(90℃ 부근)에서의 물성 저하의 감소, 가열 시의 아웃 가스의 절감, 저 비중화, PPE의 결점인 내유성의 대폭적인 향상을 달성한 재료이다.


PPS/PPE계 얼로이는 금속 부품의 수지화와 슈퍼 엔지니어링플라스틱 대체로서의 용도 전개가 진행되고 있으며, PPE/PS계 얼로이와 PC에서는 내열성, PPS에서는 바리, 휨 등의 문제가 있는 전기전자기기와 OA 기기의 내부 부품에서의 적용이 증가하고 있다. 사용 사례로서는 차 탑재용 DVD 드라이브의 섀시류, CD, DVD 드라이브의 픽업 렌즈 부품, 액정 프로젝터와 자동차의 램프 주변 부품, 프린터의 정착부 섀시류(논할로겐 난연 대응), 전자 레인지 부품을 들 수 있다. 또한 우수한 가스 차단성을 살린 용도도 진행되고 있고 낮은 휨 그레이드에 고강도, 고인성 그레이드, 도전, 방열 그레이드의 개발도 진전되며 향후 물 주변과 연료 전지의 탱크, 펌프 부품과 자동차의 전장 부품 등으로의 용도 전개가 기대되고 있다.

 

■ LCP/PPE계 Alloy
슈퍼 엔지니어링플라스틱에 가까운 내열성을 갖는 신규 얼로이로서 개발이 진행되고 있고 PPS/PPE계 얼로이와 나란히 슈퍼 엔지니어링플라스틱 영역에 이르는 새로운 변성 PPE의 특성을 갖는다(XYRO N E시리즈). 고 내열성, 전기 특성(저 유전율 등)을 살린 전기전자 부품용 시트, 필름 용도로의 전개가 진행되고 있다.


 

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