공업 화학 | 고분자 첨가제

요즘 생산되는 플라스틱들은 어떤 용도에 맞추어 다른 물질들을 첨가시켜 사용한다. 예를 들면 GM Corvetts와 Pontiac Fiero의 차체 패널은 강화플라스틱(reinforced plastics)으로 만들기 위하여 고분자의 기질 내에 섬유를 넣어 만든 것이다. 이러한 것들을 흔히 복합물(composites)이라고 말한다. 복합물의 비중은 1.5에서 2로 알루미늄의 2.7, 강철의 7.9, 콘크리트의 2.5와 비교하여 낮은 비중을 갖고 있다. 복합물은 낮은 비중, 높은 강도 그리고 높은 화학적 저항성 때문에 자동차와 비행기 구조물 그리고 스포츠용품 등의 산업에서 많이 사용되고 있다.

 

강화 플라스틱의 섬유상 물질인 유리섬유는 고강도이고 저밀도이며 뛰어난 화학적 저항성 그리고 좋은 절연성을 갖고 있기 때문에 많은 분야에서 이용되고 있다. 또 유리강화 폴리에스테르 복합물은 선체, 비행기, 미사일의 틀 그리고 자동차 차체 패널 같은 부분에 사용되고 있다.

 

그밖에 에폭시 기질 내에 있는 흑연 섬유복합물은 소형 제트기의 구조물에 사용되고, 흑연-에폭시 복합물들은 골프-클럽 손잡이, 테니스 라켓, 낚싯대 그리고 스키 같은 수많은 스포츠용품에 사용된다. F-16같은 비행기에서도 흑연 복합물이 사용되고 있다.

 

자동차에는 범퍼, 트림, 조명렌즈, 계기판, 좌석커버, 운전대 등의 부품들이 플라스틱으로 만들어지는데, 자동차 한 대당 평균 250파운드 정도의 플라스틱이 사용된다. 연료 효율의 중요성이 증가하면서 자동차에 사용되는 플라스틱의 양은 앞으로도 계속 증가할 것이다. General Motors는 플라스틱-차체 자동차들을 2000년대부터 연간 100만대 이상 생산할 것으로 예측하고 있다.

 

 

거품 발생제(foaming agent)와 폴리우레탄으로부터 만들어진 거품 폴리우레탄은 냉장고의 절연, 냉동 트럭 그리고 열차와 건설용 절연물로서 사용되고 있다. 또 이것은 침구와 자동차 실내 장식물에도 사용된다. 충전재(fillers)는 복합물의 많은 부피를 차지하는 곳에 이용되는 것으로써싼값의 작은 입자들로 된 물질이다. 이 물질은 경도, 마멸저항, 색, 내열성 그리고 화학적 저항성을 향상시킨다. 충전재로는 점토, 실리카, 탄산칼슘, 규조토, 알루미나, 카본블랙 그리고 이산화 티타늄 등이 있다. 전형적인 고무배합에는 충전재로서 30.5%의 카본블랙이 포함되어 있다.

 

UV 안정화제(UV stabilizer)는 빛으로부터 플라스틱이 손상받는 것을 막아준다. 페닐 살리실레이트와 카본블랙 같은 화합물들은 290nm에서 400nm 스펙트럼 범위의 광자들을 흡수한다. 가소제(plasticizer)인 디옥틸 프탈레이트 또는 디옥틸 아디페이트(표 2 참조)는 폴리스티렌, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 플라스틱의 유연성을 높여준다.

 

 

 

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