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Poly phenylene sulfide(PPS 폴리페닐렌설파이드)
Poly phenylene sulfide(PPS)
CAS No. : 9016-75-5
성상 : PPS는 흑갈색의 매우 단단한 열가소성수지로써 주로 유리섬유와 복합시켜 FRTP로써 사용되는데, 그 성형품은 다음과 같은 특징을 갖는다. ① 폴리아미드, 4불화에틸렌에 비길 만한 내열성이 있다. ② 열변형 온도는 250℃ 이상(ASTM 하중 18.6kg) ③ 난연성도 우수하여 UL규격 94V-0를 취득하고 있다. ④ 강도강성이 매우 높고 굴절강도 2300kg/㎠, 굴절탄성률 22만kg/㎠(유리섬우 고충진형)의 재료도 얻을 수 있다. ⑤ 내약품성은 거의 모든 유기용매에 침식되지 않고 산화성인 산에는 고온일 때만 침식을 받으며 내열수성도 매우 높다. ⑥ 흡습성은 0.02%로써 매우 낮아서 치수안정성이 좋다. ⑦ 성형성은 유동성이 양호해서 성형수축도 0.2%로 작아 높은 정도의 성형이 가능하다. ⑧ 무기질과의 친화성이 좋으므로 유리섬유 외에도 카본섬유, 2황화 몰리브덴, Graphite, PTFE 등과 블렌드에서 고도의 접동재료, 금속에 비길만한 고강성 재료가 만들어진다. 분말의 고온도금에 의해 금속에 밀착성이 좋은 내열, 내식성의 경도가 높은 도막이 얻어진다. 또한 PTFE를 블렌드한 도막은 비점착성, 저마찰 계수의 성질이 되어 이 용도에 쓸모가 있다.
용도 : 전자렌지 부품(전달 샤프트, 쵸우카바, fanstaller 축수 등), 전열부품(드라이어 그릴, thermostatbase 및 case 커넥터, 코일보빈, 단자판, Hot Melt 접착제용 Gun, IC캐리어, 에폭시 폿팅케이스), 모타부품(소형모타케이스, 축수 등), 정밀기기(카메라파트, 시계케이스, 복사기 부품, 컴퓨터 단말기 부품), 화학기기(전극유지기, 계수, 미터케이스 축수, 펌프 임펠러), 자동차 부품(라디에터 thermostat, 배기가스대책부품, 엔진 전장 부품의 절연) 등에 사용되고 있다. PPS수지는 수지 고유의 물성과 기계적 특성의 조화로 인해 전기·전자부품, 자동차부품, 정밀기계부품 등의 여러 분야에 적용되고 있으며, 고분자량의 PPS 수지는 압출성형이 가능하여 고도의 내열성과 내약품성이 요구되는 제품에의 응용이 가능하여 PPS섬유는 Filter, Canvas, 재봉사 등으로 이용되며, PPS필름은 전기절연재료, Flexible 기판, 콘덴서, Diaphram, Tape, 플로피디스켓 등으로 사용된다. 또한 내열코팅수지로 대표되는 불소수지의 대체 혹은 혼합사용으로 적용되어 비용을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있기도 하다.
원료 : 1,4-디클로로벤젠, 가성소다, NaSH
제법 : PPS수지는 분자량 및 용응점도가 낮은 선형고분자인데, 열처리(Curing)에 의해 분자량 및 용융점도를 높여 상업화되었다. 이것은 현재 가교형(Cross-linked type, C-type) PPS수지로 분류된다. 직쇄형(Linear type) PPS수지의 중합법으로 중합조제를 사용하는 Toray-phillips법과 중합공정을 변형시킨 吳羽化學법이 있는데, 이들 방법으로 중합된 PPS수지는 섬유, 필름 등의 압출성형용도 및 일반사출성형 용도로까지 폭넓게 적용되고 있다. PPS의 합성법에 대해서는 여러 가지의 시도가 있었지만 Phillips Petroleum이 Para dichlorobenzene과 Sodium Sulfide를 반응시키는 방법으로 합성에 성공해 1963년 특허를 출원했다. 동사는 이 방식대로 공업화에 착수해 반응조건, 용매회수, 정제 공정 등의 검토를 거쳐 1973년에 연산 3000톤의 상업플랜트를 완성했다. 중합후 정제공정으로부터 얻어진 폴리머는 갈색 분말로 이것은 도료용 원료로 공급된다. Phillips의 상품명 Ryton V-1시리즈는 중합원료로써 그대로 성형용으로 사용하는 것이 아니라 고온처리를 해서 분자량을 증가시켜 유동성을 저하시킨다. 이것을 사출성형용 컴파운드의 기본이 되는 그레이드로 만드는 것이다. PPS는 이 성질만을 살린 성형품을 만든 것은 거의 없고 섬유보강제, 무기충진제와 컴파운딩한 것이 사출성형용으로 사용된다. PPS수지는 고강도·고강성의 기계적 특성을 가지는 반면, 내충격성이 다른 EP보다 낮은 단점을 가지며, 일반 열가소성수지와는 다른 현상인 성형과정에서의 용융경화 특성으로 인해 Gas가 발생되는 문제점이 있다. 이에 Compounding 기술개발 및 첨가제 개발 등의 방법이 개발되어 저온 충격강도 및 인장신도가 개선되고 있으나, 계속적인 노력이 요구되고 있다. 또한 성형시 Gas 발생억제를 위해 Base수지의 분자량 제어 및 수지와 유리섬유의 밀착성을 향상시키는 첨가제 개발 등의 연구가 행해지고 있다. 이밖에 성형가공시 작업성을 개선시키는 것으로서 금형온도의 저온화, 이형성 개선, Epoxy수지와의 밀착성 향상 등을 위한 기술개발에 역점을 두고 있다.
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