고성능 엔지니어링 플라스틱은 금속을 대체할 수 있는 고성능 플라스틱으로, 강도와 탄성, 내열성이 우수합니다. 내충격성과 내마모성, 내한성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나 생활용품과 전기·전자 제품, 그리고 항공기 및 자동차 구조재로 이용됩니다. 엔지니어링 플라스틱의 특징과 종류를 알아보도록 하겠습니다.
고성능 엔지니어링 플라스틱
1958년 미국 듀폰사는 폴리아세탈(POM) 호모 폴리머를 ‘금속에 도전하는 플라스틱’으로 개발하기 시작되어습니다.
이때부터 엔지니어링 플라스틱이라는 단어가 사용됐습니다. 금속 재료의 우수성과 플라스틱 특유의 장점을 모두 가진 화학 소재입니다.
고성능 엔지니어링 플라스틱 특징
고성능 엔지니어링 플라스틱은 기존의 보통 플라스틱과는 다른 특수한 속성과 성능을 갖춘 플라스틱입니다. 이러한 플라스틱은 다양한 산업 분야에서 요구되는 고급 기술적 요건을 충족하며 아래와 같은 특징을 갖고 있습니다.
- 기계적 강도: 고성능 엔지니어링 플라스틱은 높은 기계적 강도를 가지고 있어, 강철과 유사한 강도를 제공할 수 있습니다. 이는 구조적인 응용 분야에서 안정성과 내구성을 보장할 수 있는 장점을 제공합니다.
- 열 및 화학적 저항성: 엔지니어링 플라스틱은 고온에 대한 저항성이 뛰어나며, 화학 물질에 대한 내성이 우수합니다. 따라서 고온 환경이나 화학적으로 극한인 조건에서도 안정성을 유지할 수 있습니다.
- 전기적 특성: 고성능 엔지니어링 플라스틱은 전기 절연체로서 우수한 특성을 가지고 있습니다. 전기 절연성이 요구되는 분야에서 널리 사용되며, 전기적 특성을 조절하여 내전성, 저전도성 등 다양한 요구 사항에 맞춰 사용될 수 있습니다.
- 내구성: 이러한 플라스틱은 내마모성이 뛰어나며, 마찰에 의한 손상이나 착용을 최소화할 수 있습니다. 따라서 긴 수명과 내구성을 가지고 있어 다양한 마모 환경에서 사용될 수 있습니다. 최근에는 플라스틱으로 베어링 등 다양한 제품이 개발되고 있습니다.
- 경량성: 고성능 엔지니어링 플라스틱은 경량 소재로서, 전통적인 금속 소재에 비해 가벼운 특성을 가지고 있습니다. 이는 자동차, 항공 우주 및 기타 분야에서 무게 감소와 연료 효율성 향상을 도모하는 데에 큰 장점을 제공합니다. 자율 주행 시대에는 교통 사고 발생율이 현저히 떨어지기 때문에 엔지니어링 플라스틱 활용이 많이 될 것으로 예상됩니다.
고성능 엔지니어링 플라스틱 종류
엔지니어링 플라스틱 5개를 꼽는다면, 폴리아미드(Polyamide)와 폴리아세탈(Polyoxymethylene), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephtalate), 변성 폴리페닐렌옥사이드(polyphehyleneoxide)가 있습니다. 이들의 공통점은 분자량이 몇십에서 몇백 정도의 저분자 물질의 플라스틱과 달리 몇십만에서 몇백만이나 되는 고분자라는 것입니다.
- 폴리아미드(PA): ‘나일론’으로 마찰 마모성과 인장력, 내약품성, 난연성이 우수한 것이 특징입니다. 자동차 및 전기·전자 부품, 기계 부품, 의료용품, 식품 포장 필름 및 낚싯줄 등에 활용이 많이 되고 있습니다.
- 폴리아세탈(POM): 금속 기계 부품과의 대체가 가장 활발한 소재로, 강도와 내마모성, 치수 안정성이 우수합니다. VCR, 오디오와 같은 전기·전자 부품, 자동차 도어락 및 와이퍼, 핸들류 및 기어류에 사용되고 있습니다.
- 폴리카보네이트(PC): 광학정보 분야에 이용이 기대되는 소재로, 강도와 내열성, 내환성성이 우수해 정밀기계 부품에 많이 적용됩니다. 또한 흡습으로 인한 치수 변화가 적고 온도 변화에 안정된 특성을 자랑해 전기·전자 분야, 자동차 외장품, 카메라, 시계 등 기계 분야 및 인공 장기 등 의료 분야에 활용됩니다.
- 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT): 강도와 내열성, 전기 절연성이 뛰어나 전기 및 전자, 자동차 부품 등에 쓰입니다.
- 변성 폴리페닐렌옥사이드(PPO): 우수한 강도, 치수 안정성, 전기적 특성, 그리고 최저 -40도~최고 130도의 넓은 사용 온도를 자랑합니다. 커넥터, 스위치 등 전기·전자 부품, 호일 커버, 자동차 부품 등에 이용됩니다.