폴리머에 대해 알아야 할 사항

폴리머는 다양한 유형과 다양한 분류가 있음에도 불구하고 오늘날 우리 주변에서 흔히 볼 수 있습니다. 이전 게시물에서 우리는 이러한 다양한 유형의 플라스틱을 일반 플라스틱과 특수 유형으로 설명했습니다. 우리는 또한 플라스틱의 적용과 몇 가지 이점을 보았습니다. 확인해 보시기 바랍니다!

플라스틱에 대해 알아야 할 모든 것 읽기

글쎄, 오늘 우리는 폴리머의 정의, 물리적 상태, 속성 및 첨가제에 대해 자세히 살펴볼 것입니다. 또한 열가소성 수지와 열경화성 수지를 구분할 것입니다.

폴리머란 무엇입니까?

고분자는 분자가 매우 커서 마치 끝이 없는 일련의 상호 연결된 링크로 구성된 긴 사슬처럼 보이는 화합물입니다. 이 분자의 크기는 수천, 심지어 수백만 원자 질량 단위에 이르는 엄청난 것으로 설명됩니다. 분자의 크기, 물리적 상태 및 구조는 플라스틱의 고유한 특성으로 알려져 있어 성형 및 성형이 가능합니다.

열가소성 및 열경화성

앞에서 언급했듯이 플라스틱으로 분류되는 폴리머는 열가소성과 열경화성이라는 두 가지 주요 범주로 나뉩니다.

폴리에틸렌 및 폴리스티렌과 같은 열가소성 플라스틱은 성형과 재성형을 반복할 수 있는 플라스틱입니다. 즉, 발포 폴리스티렌 컵을 가열하여 새로운 형태(예:접시나 접시)로 변형할 수 있습니다.

열가소성 폴리머 구조는 서로 분리되어 서로 지나쳐 흐르는 개별 분자의 구조입니다. 이러한 분자는 분자량이 매우 높거나 낮을 수 있습니다. 그것들은 구조상 분지형 또는 선형일 수 있지만, 여전히 분리성 및 이에 따른 이동성의 특징을 갖는다. 이러한 유형의 폴리머를 상품 플라스틱이라고 합니다.

반면, 열경화성 수지(Thermosets)는 재가열을 통해 재가공할 수 없는 폴리머입니다. 이는 초기 공정 중에 열경화성 수지는 불용성 및 불용성으로 만드는 화학 반응을 겪기 때문입니다. 이러한 방법으로 폴리머를 생산할 때 재작업이나 가열로 인해 응용 프로그램이 파손될 수 있습니다.

고분자의 물리적 상태 및 분자 형태

고분자의 소성 거동은 형태나 대규모 분자 배열의 영향을 받을 수도 있습니다. 따라서 폴리머 형태는 비정질 또는 결정질일 수 있습니다. 비정질 분자는 무작위로 배열되어 얽혀 있습니다. 결정질 분자는 밀접하게 배열되어 있고 식별할 수 없는 순서입니다.

열경화성 물질은 비정질로 알려져 있는 반면 열가소성 물질은 비정질 또는 반결정질입니다. 반결정질 재료는 비정질 매트릭스 내에서 결정체로 알려진 결정질 영역을 표시합니다.

열가소성 재료는 성형된 모양을 특정 온도에서 유지하는 것으로 알려져 있습니다. 이것은 특정 중합체의 유리 전이 온도 또는 용융 온도에 의해 설정됩니다. 온도 이하를 유리 전이 온도(T_g ). 고분자 물질의 분자가 동결되어 유리 상태라고도 합니다. 서로를 통과하는 분자의 움직임이 거의 또는 전혀 없는 곳. 이렇게 하면 재료가 더 뻣뻣해지고 부서지기 쉽습니다.

유리전이온도 T_g 이상 , 중합체의 비정질 부분은 고무 상태로 들어갑니다. 즉, 분자는 증가된 이동성을 나타내고 재료는 가소성 및 심지어 탄성, 즉 신축 능력이 됩니다.

폴리스티렌과 같은 비결정성 폴리머의 경우 온도를 높이면 액체 상태로 직접 이어집니다. 반면에 저밀도 폴리에틸렌이나 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 부분 결정성 고분자의 경우 용융 온도(T_m)까지 액체 상태에 도달하지 않습니다. )가 통과되었습니다.

요점을 넘어서면 결정질 영역이 더 이상 안정적이지 않으며 고무질 또는 액체 중합체가 성형되거나 압출될 수 있습니다. 열경화성 물질은 예열 시 녹지 않기 때문에 화학적 분해가 시작되는 온도까지 치수적으로 안정될 수 있습니다.

폴리머의 특성

폴리머의 물리적 상태와 형태는 기계적 특성에서 완벽한 역할을 합니다. 기계적 거동의 차이점은 플라스틱이 장력으로 부하(응력)될 때 발생하는 신장입니다.

예를 들어, 폴리스티렌과 같은 유리질 폴리머는 매우 단단하여 초기 연신율에 대한 초기 응력의 비율이 높습니다. 반면에 결정성이 높은 두 가지 플라스틱인 폴리에틸렌과 폴리프로필렌은 필름과 성형품으로 사용할 수 있다. 이는 비정질 영역이 실온에서 유리 전이 온도보다 훨씬 높기 때문입니다.

유리 전이 T_g 이상에서 이러한 폴리머의 가죽 같은 인성 무정형의 고무질 매트릭스에 존재하는 결정질 영역의 결과입니다. 이 플라스틱은 연신율이 100~1000%입니다.

유리 전이 T_g 때문에 PET(또 다른 반결정성 플라스틱)가 실온보다 높으면 결정질 부분이 유리질 매트릭스에 존재합니다. 이 때문에 재료는 응력 하에서 강성과 높은 치수 안정성을 갖게 되어 음료수 병 및 녹음 테이프에 큰 이점이 됩니다.

거의 모든 플라스틱은 응력이 가해지면 회복되지 않는 특정 신장률을 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 이 상태를 "크립"이라고 하며 T_g 보다 훨씬 낮은 플라스틱의 경우 매우 작을 수 있습니다. . T_g 이상인 부분 결정성 플라스틱의 경우 중요할 수 있습니다. .

폴리머의 특성에 대한 동영상 보기:

폴리머의 가장 일반적으로 지정되는 기계적 특성에는 파괴 응력, 강성, 인장 강도가 포함되며 특성 및 용도 표에서 굴곡 탄성률로 정량화됩니다. 인성은 고분자의 또 다른 중요한 특성으로, 고분자가 파손되기 전에 흡수된 에너지입니다. 이것은 종종 갑작스러운 충격의 결과입니다. plas_t 인장강도 이하로 반복적으로 응력을 가함 ic 피로 파손이 발생할 수 있습니다.

거의 모든 플라스틱은 열전도율이 낮습니다. 가스(보통 공기)가 재료에 유도되면 전도도가 더 감소할 수 있습니다. 예를 들어 뜨거운 음료용 컵에 사용되는 발포 폴리스티렌의 열전도율은 발포되지 않은 폴리머의 약 1/4입니다. 플라스틱은 전도성을 위해 설계된 경우에만 전기 절연체입니다. 전도성 외에도 절연 강도(고전압에서 파괴에 대한 저항)로서 플라스틱에서 중요합니다. 유전 손실(교류가 삽입될 때 열로 소산되는 에너지의 척도)로도 중요합니다.

고분자 첨가제

첨가제는 제품에 적절한 일련의 특성에 도달하기 위해 폴리머와 결합된 성분으로도 알려져 있습니다. 그러나 많은 플라스틱 제품에서 폴리머는 하나의 구성 요소일 뿐입니다. 다른 첨가제의 조합은 가공 및 제조 과정에서 혼합됩니다.

다음은 적절한 제품을 얻기 위해 폴리머에 사용되는 첨가제입니다.

가소제:

가소제는 유리 전이 T_g를 변경하는 데 사용됩니다. 폴리머의. 예를 들어, 폴리염화비닐(PVC)은 유리 전이를 변경하기 위해 종종 비휘발성 액체와 혼합됩니다. 가정에서 사용되는 비닐 사이딩에는 T_g 가 있는 가소화되지 않은 단단한 PVC가 필요합니다. 85 ~ 90 ⁰ C(185 ~ 195 ⁰ 에프). 그러나 PVC 정원 호스는 0 ⁰ 에서도 유연하게 유지되어야 합니다. C(32 ^o 바).

가소화할 수 있는 폴리머는 훨씬 더 많지만, PVC는 분자 크기와 화학적 조성이 매우 다양한 가소제를 수용하고 유지한다는 점에서 독특합니다. 가소제는 폴리머의 가연성, 냄새, 생분해성 및 완제품의 비용에도 영향을 미칠 수 있습니다.

착색제:

플라스틱 제품의 최종 외관은 매력적이어야 하므로 가공 및 제조 과정에서 착색제를 포함해야 합니다. 플라스틱 착색에 널리 사용되는 안료는 이산화티타늄과 산화아연(백색), 탄소(흑색) 및 철 및 크롬과 같은 기타 다양한 무기 산화물입니다. 일부 다른 유기 화합물은 안료(불용성) 또는 염료(용해성)로 색상을 추가하는 데 사용할 수 있습니다.

보충:

이름에서 알 수 있듯이 강화재는 플라스틱의 기계적 특성을 개선하는 데 사용됩니다. 실리카, 카본 블랙, 활석, 운모 및 탄산칼슘과 같은 다양한 재료와 짧은 섬유를 미립자 충전제로 사용할 수 있습니다. 특히 열경화성 수지를 사용하여 길거나 연속적인 섬유를 보강재로 사용하는 것은 아래의 섬유 보강재에서 설명할 수 있습니다.

폴리프로필렌 및 ​​폴리에틸렌과 같은 플라스틱 제조 시 다량의 미립자 충전제를 도입하면 강성이 증가할 수 있습니다. 온도가 폴리머의 T_g 미만일 때 효과가 덜 극적일 수 있습니다. .

안정제:

안정제는 모든 응용 분야에서 수명과 사용 수명을 개선하는 데 도움이 됩니다. 시간이 지남에 따라 플라스틱의 특성은 가능한 한 적습니다. 노화의 영향에 대응하기 위해 일반적으로 소량으로 안정제가 추가됩니다. 모든 탄소 기반 폴리머는 산화되기 때문에 일반적으로 사용되는 안정제는 항산화제입니다. 힌더드 페놀과 3차 아민은 백만분의 1 정도로 낮은 농도로 플라스틱에 사용됩니다.

결론

폴리머는 플라스틱을 설명하는 일반적인 형태이며 다양한 형태로 제공되며 다양한 특성을 얻기 위해 처리될 수 있습니다. 이 기사에서 우리는 폴리머의 정의, 물리적 및 분자적 형태, 첨가제를 살펴보았습니다. 열가소성 수지와 열경화성 수지의 차이점도 확인했습니다.

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