DUKWON

DURACON으로 유명한 폴리아세탈 수지(폴리옥시메틸렌 수지:POM수지)는 다음과 같은 화학구조를 가지고 있습니다.

- (CH2O)n -

결정화도가 높고 강인하여 여러가지 화학약품에 대하여 내구성이 있기 때문에 엔지니어링 플라스틱으로서 여러가지 분야에서 사용되고 있습니다.

그런데 폴리플라스틱의 카탈로그를 보면 쥬라콘이 아세탈 코폴리머로 표기되어 있습니다. 특히 코폴리머라고 표기되어 있는 것에는 그만한 이유가 있습니다. 폴리아세탈 수지의 호모폴리머와 코폴리머는 어디가 다른 걸까요?

 

《호모폴리머/코폴리머란》

합성 고분자는 수지를 구성하는 단위인 화합물(모노머)이 화학결합으로 인해 연속으로 연결된 구조를 하고 있습니다. 이 모노머가 1종류 밖에 없는 것을 호모폴리머라고 합니다. 2종류 이상의 모노머로 구성되어 있는 고분자는 공중합체(코폴리머)라고 부릅니다.

폴리아세탈 수지는 옥시메틸렌기(-CH2O-)가 연결되어서 형성된 폴리머입니다. 더욱이 쥬라콘은 제2의 모노머 성분(공중합 성분)을 추가하고 있으므로 코폴리머라고 불리는 것입니다.

 

《폴리아세탈의 호모폴리머와 코폴리머》

폴리아세탈 수지는 포름알데히드 등을 원료로서 합성되지만 호모폴리머와 코폴리머는 무엇인가 다른점이 있는 걸까요?

 

■열안정성이 다르다!

 폴리아세탈 수지는 결정화도가 높고 강인하여 접동성과 내약품성에 뛰어나지만 초고온의 상태와 산성성분이 존재하는 환경 등에서는 분해·열화 반응을 일으킵니다. 더욱이 이 분해 반응은 한번 시작되면 연쇄반응을 일으켜 분해되어 갑니다.(지퍼를 여는 것과 같은 상태로 「지퍼적」이라고도 합니다)

　　

 

이대로 분해가 끝까지 진행되면 폴리아세탈은 원래의 포름알데히드로 돌아옵니다.

그런데 여기에 공중합 성분이 있었다고 가정해 보면

　　

   

 

  공중합 성분의 화학결합은 옥시메틸렌기 간의 결합과는 성질이 다르므로 분해를 여기에서 막을 수 있습니

  다. DURACON을 코폴리머화 하는 것으로 호모폴리머에 대하여 열안정성을 향상시키는 것입니다. DURACON의  

  각종 GRADE는 수지에 첨가제(안정제)를 배합하는 것으로 분해가 잘 일어나지 않게 하거나 분해 반응을 억

  제시키는 것으로 안정성을 더욱 향상시키는 연구를 하고 있습니다.

 

■물리화학적 성질도 약간 다르다.

 

호모폴리머에 공중합 성분이 첨가되면 열안정성 이외에도 여러가지 성질이 변화하였습니다.

 

일반적으로 공중합 성분은 탄소가 하나 더 많은 옥시에틸렌기(-CH2CH2O-)입니다. 공중합 성분의 도입 비율에 의해서도 달라지지만 코폴리머는 폴리아세탈 호모폴리머에 옥시에틸렌 폴리머의 성질이 가미된 것이라고 할 수 있습니다.

폴리아세탈 코폴리머와 호모폴리머의 표준 그레이드의 물성을 비교한 표를 참조하여 주십시오.

 

	호모폴리머	코폴리머
비중	1.42	1.41
융점	178도	167도
단기 기계적 특성
인장 강도	690kgf/cm2	610kgf/cm2
인장 연성	40%	60%
HDT(하중:18.5kgf/cm2)	124도	110도
UL온도 인덱스
비충격	90도	100도
충격	85도	95도
전기	105도	110도
연소성	94HB	94HB

 

단기적인 기계특성은 호모폴리머 쪽이 코폴리머를 상회하는 경향을 보이지만 장기적으로는 코폴리머 쪽이 호모폴리머보다 특성 저하의 비율이 더욱 작으므로 예를 들면 크리프 파괴 수명 등에 있어서는 어떤 시점을 지나면 강도의 역전 현상이 발생하는 것을 알 수 있습니다.

　　　　　

 

각종 폴리아세탈의 크리프 파괴 수명 (60℃ 공기중)

 

단, 이들의 결과를 가지고 호모폴리머와 코폴리머의 어느쪽이 뛰어난지 결론을 낼 수 있는 것이 아니라 실제로는 장·단기의 각종 물성과 열적 안정성 등도 포함하여 사용환경에 대하여 종합적으로 어느쪽이 적합한지 판단하여 수지와 그레이드를 선택하게 됩니다.

 

★참고★

 

사실은 옥시메틸렌의 폴리머인 폴리아세탈 수지와 옥시에틸렌의 폴리머인 폴리에틸렌 옥시드는 모노머의 탄소 수가 그저 하나 다를 뿐인데 그 성질은 전혀 다릅니다.

여기가 고분자 화학의 재미있는 부분이자 어려운 부분이라고도 할 수 있습니다.

 

	폴리옥시메틸렌 (폴리아세탈)	폴리에틸렌 옥시드
구조식	( - CH2O - ）n	( - CH2 CH2O - ) n
융점	약180도	66도
밀도	약1.4	약1.2
용해성	실온에서는 각종 유기용제에 용해되지 않는다.	실온에서 물에 용해
경도	굳어진다	연해진다