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플라스틱의 실용강도와 내구성

전문가 제언: ○ 현대생활에서 플라스틱은 가볍고도 큰 강도와 놀라운 생산성 면에서 금속을 밀어내고 있으며, 새로운 특성과 기능의 발전으로 나날이 첨단기술 사회를 열어가는 데 주도적 역할을 하고 있다.

○ 이렇게 발전해 나가는 첨단기능을 그 최종 용도에 부합되도록 특성과 품질을 향상시켜 나가기 위해서는 실용상의 강도와 내구성에 관한 기본적인 이해를 다시 한번 확인할 필요가 있다.

○ 일본의 이 기술분야 전문가의 연재물인 본고의 출처에서는 여러 부문에 관해 핵심적인 요약 설명이 있었으나, 그 중 환경응력균열과 크레이즈 균열은 플라스틱 관련업계에서 아무리 강조해도 지나치지 않을 깊은 이해가 필요하여 아래에 언급한다.

○ 한 예로 굽어진 상태로 포설되어 있는 전선 케이블의 외부 피복재료는 항상 응력을 받고 있다. 여기에 각종 세제를 비롯한 폐기물이 접촉되어 있는 오늘날의 전선 케이블은 환경응력균열에 완전 노출되어 있다.

○ 이에 대한 대책으로 전선 케이블의 외부피복 재료로 저밀도PE (polyethylene)을 밀도와 분자량을 높여 MI(용융지수)가 적은 중~고밀도의 PE으로 바꾸었다. 더 나아가 PE를 가교시켜 근본적으로 환경응력균열을 방지하려고 하였다. 그러나 작업성의 불편을 견딜 수 없어 공중합 polyolefin(PO)으로 ESCR(환경응력균열 저항)을 향상시켰다. 최근에는 single site 촉매 중합법에 의한 경제적인 PO가 ESCR을 더욱 강화시켰다. 이와 같이 환경응력 균열에 대해 각각의 플라스틱은 그 용도에 따라 최적 재료의 개발로 대처해 나갈 수 있다.

- 또한 크레이즈 균열은 균열과 달리 완전히 갈라진 틈이 아니고 틈의 한 쪽으로부터 다른 쪽으로 배향이 잘 된 고분자섬유로 연결된 상태이다. 그러나 계속 힘을 받으면 보이드가 생겨 균열로 연결되므로 최적 재료의 선정과 성형품에 응력이 적게 걸리도록 보관 관리에 주의를 요한다.

저자: Seiichi HONMA
자료유형: 학술정보