고분자 재료 2013.11.18 한국산업기술대학교 Copyright © by ARTCOM PT All rights reserved.
탄성중합체(고무)란? 탄성중합체 (고무)란? 고무의 종류 ○ 탄성중합체 (elastonmers)또는 고무는 응력을 받으면 그 변화하고 응 력이 제거되면 처음의 형태로 복원되는 고분자 재료이다. 고무의 종류 ○ 고무의 종류는 천연고무와 합성고무가 있고 합성고무의 종류에는 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무 폴리클로로프렌 고무 등이 있다.
천연고무 천연고무란? 고무나무에서 라텍스를 채취하는 모습 고무나무에 Tapping 하는 모습 천연고무는 고무나무에 상처를 내어(Tapping) 이의 수액인 라텍스(Latex) 를 채취한후 응고, 건조시켜 생고무 를 만들고 이를 가황 시켜 만든다. 천연고무는 1875년 이후 인도 등 동남아 일대에 묘목이 이식되어 재배되기 시작하여 생고무는 동남아에서 75%이상이 생산되고 있다. 천연고무는 온도가 높아지면 끈적해지고 낮아지면 부서졌기 때문에 처음 고무의 용도는 찾지 못했으나 고무의 방수성을 이용하여 레인코트를 만들기 시작한게 고무 사용의 시초였다 고무나무에서 라텍스를 채취하는 모습 고무나무에 Tapping 하는 모습
천연고무의 구조 구조 천연고무는 주로 cis-1,4 폴리이소프렌으로 소량의 단백질, 리피드, 무기염과 많은 다른 성분이 섞여있다. 천연고무의 특성 폴리이소프렌의 구조에서 폴리이소프렌 반복단위의 이중결합의 반대편에 탄소-탄소 이중결합에 공유결합인 메틸기가 존재한다. 그로 인해 이중결합에 메틸기에 수소원자가 간섭하지 않아 매우 단단한 결합이다.
가황작용 (Vulcanization) 가황작용이란? 가황작용은 중합체가 더 큰 분자로 교차결합하여 서로 연결되어 분자운동을 제한하는 화학작용이다. 말 그대로 황을 첨가하는 반응 고무와 황은 고온에서 매우 천천히 반응 하므로 고온에서 경화 시간을 줄이기 위하여 첨가제, 가소제, 산화방지제 등과 같은 첨가물을 첨가하여 반응을 촉진시킨다.
합성고무 스티렌-부타디엔 고무 ○ 합성고무에 중요한 합성 고무로는 스티렌 -부타디엔 고무, 니트릴 고무, 폴리 클 합성고무란? 스티렌-부타디엔 고무 ○ 합성고무에 중요한 합성 고무로는 스티렌 -부타디엔 고무, 니트릴 고무, 폴리 클 로로프렌 등이 있다. ○ 합성고무의 가장 대표적인 것이며, 생산량은 합성고무의 대부분을 차지하고 있다. ○ 일반적으로 사용되는 것은 부타디엔 75% 스티렌 25%인 조성으로 이루어진 것이며, 물엿색깔을 한 고무상의 물질이다. ○ 스티렌 분자가 공중합하여 들어오면 분자사슬의 얽힌 모양을 좋게 함과 동시에 중합도도 높아져서 원하는 고무적 성질이 갖추어지게 된다고 볼수 있다. ○ SBR은 내노화성, 내후성, 내마찰성, 내유성 등에서는 천연고무 보다 우수하지만 탄력성은 약간 뒤떨어진다. 구두창이나 각종 가 정용 기구의 고무부분을 비롯해서 타이어에도 쓰이고 있다.
합성고무의 종류 합성고무의 종류는? 니트릴 고무 폴리 클로로프렌 고무 폴리클로로프렌을 이용한 고무 ○ 니트릴 고무는 52~82%의 아크릴로 니트릴의 공중합 체이다. ○ 니트릴기가 존재하면 주사 슬에서 극성도와 인접사슬 사이의 수소결합이 증가하여 내유성이 풍부하고 내 노화성 이나 내마찰 강도가 우수하다 클로로프렌 자체는 중합하기 쉽고 촉매 없이 가열하는 것만 으로도 중합하며 이것은 내후 성 내노화성 내유성이 뛰어나 므로 전선케이블의 피복이나 차량의 공기 용수철 고무 벨트 등에 쓰인다 폴리클로로프렌을 이용한 고무
폴리클로로프렌 탄성중합체의 가황반응 폴리클로로프렌 탄성중합체의 가황반응은 황보다는 대부분의 반응 방법 폴리클로로프렌 탄성중합체의 가황반응은 황보다는 대부분의 탄성중합체에서 이용되는 금속산화물에 영향을 받는다. 일반적으로 아연산화물과 마그네슘 산화물이 주로 이용 폴리클로로프렌의 가황처리중 가능한 화학반응 반응후 생성된 염화아연은 가황반응의 활성촉매이며 제거되지 않으 면 후속 공정에서 문제를 일으킨다.(MgO가 ZnCl2 를 제거) 2 ZnCl2 + MgO 2 Zn H2O OH Cl +MgCl2