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Modified polyphenylene oxide(MPPO 변성 폴리페닐렌옥사이드)
Modified polyphenylene oxide(MPPO)
CAS No. : 25190-64-1
별명 : Noryl
성상 : 주요 특성을 보면 MPPO는 PPE의 내열성과 PS의 가공성을 적절히 조합하여 만든 수지로 비중이 낮고 성형수축률이 작으며 흡수율이 낮은 특성을 지니고 있어 사출성형시 매우 우수한 수치안정성을 갖고 있으며, 전기적 성질과 내열성이 우수하고 뛰어난 난연특성을 가진 비결정수지이다. MPPO의 원료인 PPE는 Dimethylphenol이 산화 Coupling반응을 통해 중합 제조되며, PPE와 HIPS에 안정제와 같은 기타 첨가제를 부가하여 Extruder에서 Compounding하여 PPE Master batch가 제조된다. MPPO의 성형법은 PC수지보다는 오히려 ABS수지에 가까워 용이하며, 성형수축도 작으므로 높은 정도의 성형품이 얻어진다. 또한 MPPO는 성형온도 범위가 넓고 열안정성이 좋기 때문에 성형성이 매우 우수하며 금형 등을 부식시키지도 않는다. MPPO는 기계적 특성이 조화를 이룬 수지다. 인장강도, 굴곡내충격강도 등의 강도가 우수하고 또한 성질을 넓은 온도범위에서 유지하고 있다. 응력일변형곡선은 단시간의 힘에 대한 저항력을 나타내는데, 그레이드 731J의경우 680kg/㎠의 응력에서 강복이 일어난다. 이 때의 변형은 8%이다. 또한 응력과 비례하는 한계는 280kg/㎠까지다. MPPO의 흡수율 및 열팽창계수는 다른 엔지니어링 플라스틱과 비교해 볼 때 가장 낮으며 열변형온도는 높다. 넓은 온도범위에서 기계적 강도가 유지되므로 치수안정성이 우수한 재료로 알려져 있다. GE에서는 장기간의 굴곡-클리프의 실측으로부터 MPPO의 클리프 거동을 Mcloughlin의 클리프법칙에 꼭 맞는다는 것을 알아내서 컴퓨터를 이용해 5~20년후의 꽤 확실한 거동을 얻고 있다. 구조재료에 응력을 계속해서 주면 통상 재료의 강복강도보다도 상당히 낮은 응력에서 파괴가 일어난다. MPPO의 내피로성은 꽤 높아서 23℃, 50%의 상대습도에서 180kg/㎠ 이하의 연속 반복 굴곡응력이 가해질 경우에는 피로는 고려할 필요가 없다. MPPO의 내열성은 PC에 상당하는 값이며, 특히 내수, 내열수증기성은 엔지니어링 플라스틱 중 최고다. MPPO는 열변형온도가 (ASTM D648 18.6kg/㎠) 85℃로부터 170℃의 넓은 범위에 걸쳐 있다. MPPO의 두드러진 특징의 하나로써 거론되는 것은 그의 우수한 내열수성이다. 열수에 오랜 시간 침청해도 물성의 저하가 눈에 띄게 적은 것은 MPPO의 저흡수성과 우수한 내가수분해성 때문이다. 또한 MPPO의 선팽창계수는 엔지니어링 플라스틱 중에서도 가장 작은 금속의 값과 비슷하다. 특히 노릴 GFN3J는 알루미늄 등의 다이캐스팅 제품과 같은데 이런 이유로 이들의 대체용으로 사용된다. MPPO의 중심 소재인 PPO는 비극성 고분자로써 소수성이 강하므로 흡수율은 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 낮다. 그래서 성형전의 예비건조가 쉽다. 또한 비중은 1.06으로 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 낮은 값이며, 경제적이다. MPPO의 성형 수축율은 극히 작아서 PC 등과 같다. 또한 성형조건에 대한 성형수축율의 변화가 안정하고 Gate로부터의 유동에 대한 방향성도 매우 작다. 또한 제품 두께가 2배 정도 변해도 수축율 변화는 매우 작다. MPPO의 체적고유저항은 매우 높지만 습도에 대해서도 영향을 받지 않는다. MPPO의 유전율 및 유전정접은 어느 것도 엔지니어링 플라스틱 중에서 가장 작으며, 게다가 온도, 습도, 주파수의 영향을 거의 받지 않는다. 또한 절연파괴전압 22KV/mm(1/8inch 두께 시험편, 단시간)은 엔지니어링 플라스틱 최고다.
MPPO는 물을 매체로 하는 각종의 액체, 예를들면 산, 알칼리, 세제, 쥬스 등에 상온이나 고온에서는 영향을 받지 않는다. 그러나 할로겐화 탄화수소 및 방향족 탄화수소는 MPPO를 팽윤시키기도 하고 용해시키기도 하므로 주의가 필요하다. 또한 통상의 접촉에서는 오일, 그리이스, 알콜류에 대해 내성이 있다.
용도 : 국내시장에서의 용도별 구성비는 전기·전자가 90% 정도로 대부분을 차지하고 있으며 그외에 자동차, OA기기, 기타 등이 있으나 OA기기분야에서는 난연 ABS 등으로의 대체가 진행되고 있다. 국내에서는 현재 가전제품에 대해 선진국의 경우와 같은 난연규제가 실시되지 않아 관련 수요업체들이 같이 비싼 MPPO보다는 ABS나 PS같은 저렴한 소재를 선호하고 있다. 한편, 유럽을 중심으로 발암성 난연물질 규제추세가 계속되고 있어 MPPO의 수요회복 가능성이 있는 것으로 전망된다. 또 94년 중순이후 ABS의 가격이 계속 큰 폭으로 상승하고 국제무역에서 GR이 중요하게 작용함으로 인해 할로겐계 난연제 사용제품의 수출이 제제를 받을 것으로 예상됨에 따라 대규모 수요처를 중심으로 전기·전자부품, 자동차부품에서 MPPO의 사용을 적극 검토하고 있는 것으로 나타났다. MPPO업계에서는 기계 및 전기적 특성, 성형가공성, 치수안정성, 저비중 및 유동화 향상에 의한 용도개발을 계속하고 있어 국내에서도 선진국과 같이 전기·전자제품 등에 난연규제가 실시되고 국내 수출품에 대해 난연규제가 강화될 경우 기존의 소재를 대체할 수 있을 것으로 보이기 때문에 향후 MPPO의 수요증가 가능성이 엿보인다. 최근에는 기존의 PS/PPE보다 내열성을 더욱 향상시킨 그레이드로써 PA/PPE 얼로이가 개발되고 있어 온라인 도장에 견디는 내열성을 갖기 때문에 자동차분야에 도입되기 시작했으며 또 GF-PA보다 치수안정성, 표면성 등이 우수하다.
원료 : 2,6-디메틸페놀, 피리딘, 염화구리
제법 : 1959년에 GE의 Hay는 2,6-Diphenylphenol류가 동(II)의 아민 착체에서 산소와 반응하여 고분자량의 PPO를 생성하는 것을 발견했다. 특히 2,6-Dimethyl 및 2,6-Diphenylphenol로부터 제조되는 폴리머는 우수한 물성을 갖고 있어 전자는 공업생산에 들어갔다. Hay 등의 방법은 촉매에 대해서는 여러 가지가 알려져 있지만 기본적인 조합은 염화동(I)과 피리딘의 조합으로써 피리딘 중에는 염화동(I)이 산소를 흡수해서 염기성 동(II)이 된다. 이 동(II)염은 순수한 형으로는 단리가 곤란하지만 OH기가 메틸화된 것은 (Cl·Cu·OCH2·Py)n의 조성을 갖는 것을 깨끗하게 합성하는 것이 가능하고 우수한 촉매활성을 갖고 있다. 이 화합물의 동의 산화수소는 +2이고 그 작용기구는 메톡시와 페녹시기의 배위자교환과 그것에 이은 1전자 이동반응인 것으로 생각되고 있다. 고분자량 PPO의 생성에 대해 가장 간단히 생각해볼 수 있는 것은 폴리머아릴옥시, 카디칼과 모노머라디칼의 부가로 생각된다. 이러한 수지의 성형성이 나쁜 점을 개량한 MPPO가 주로 사용되고 있다. MPPO는 이러한 PPO의 고온 성질을 다소 희생시켜 PPO의 PPO의 난점인 성형성과 경제성을 대폭적으로 개선한 것이다.
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