14. 고분자 소개 - 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)

 

 

폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)

 

 

 

 

 

 

① 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)란? 

 

PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)는 일종의 플라스틱으로, 다양한 용도로 사용되는 고분자 재료입니다. PMMA는 투명하고 강도가 높으며, 내구성과 내열성이 뛰어나기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

PMMA는 유리와 유사한 투명성을 가지고 있어, 유리 대체재로 많이 사용됩니다. 그러나 PMMA는 유리보다 가벼우며, 충격에 대한 내구성이 높기 때문에, 유리보다 더욱 내구성이 요구되는 환경에서 사용되는 경우가 많습니다. 예를 들어, 자동차의 헤드라이트 렌즈, 건물의 창문 및 외장재, 광학 렌즈, 휴대폰 및 컴퓨터 스크린 보호막 등에 사용됩니다.

PMMA는 가공이 쉽고 다양한 형태로 제작할 수 있어 설계자들에게 큰 유연성을 제공합니다. 주형 주조, 열 가공, 절삭가공 등 다양한 방법으로 가공할 수 있습니다. 또한 PMMA는 염료를 첨가하여 다양한 색상으로 만들 수 있습니다.

이외에도 PMMA는 화장품 용기, 의료기기, 전광판, 디스플레이 패널 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 그리고 화학적으로 안전하고 비극성 속성을 가지고 있어, 전기 절연체로도 활용될 수 있습니다.

다만, PMMA는 내열성이 뛰어나지만 고온에서는 변형될 수 있으며, 알칼리성 용액에는 약한 저항성을 보입니다. 또한, PMMA는 자외선에 민감하며 오랜 시간 동안 노출될 경우 노란색으로 변색될 수 있습니다. 따라서 적절한 유지 및 관리가 필요합니다.

 

 

 

② PMMA의 특성

 

-  투명성: PMMA는 유리와 유사한 투명성을 가지고 있어, 높은 광투과율을 제공합니다. 이로 인해 광학적인 용도에서 널리 사용됩니다.

- 강도와 내구성: PMMA는 뛰어난 강도를 가지고 있어, 충격에 대한 내구성이 높습니다. 따라서 부드러운 처리나 운반 시에도 파손되지 않는 안정성을 제공합니다.

- 가벼움: PMMA는 유리보다 가벼운 재료입니다. 이로 인해 구조물이나 제품의 무게를 줄일 수 있습니다.

- 가공 용이성: PMMA는 가공이 쉽고 다양한 형태로 제작할 수 있습니다. 주형 주조, 열 가공, 절삭가공 등 다양한 방법으로 가공할 수 있습니다. 또한 염료를 첨가하여 다양한 색상으로 만들 수 있습니다.

- 화학적 안정성: PMMA는 많은 화학 물질에 대해 안정성을 보이며, 유기 용제나 용매에 대한 내성이 있습니다. 이는 화장품 용기, 의료기기 등 다양한 분야에서 사용될 수 있는 이유 중 하나입니다.

- 열 안정성: PMMA는 일반적인 온도 범위에서 안정성을 유지하지만, 고온에서는 변형될 수 있습니다. 따라서 고온 환경에서 사용되는 경우에는 적절한 열 안정성을 고려해야 합니다.

- 자외선 저항성: PMMA는 자외선에 민감하며 오랜 시간 동안 노출될 경우 노란색으로 변색될 수 있습니다. 따라서 자외선 차단 기능을 가진 추가 처리나 코팅이 필요할 수 있습니다.

- 전기 절연체: PMMA는 전기 절연체로서 사용될 수 있습니다. 전기적으로 절연되는 특성은 전기 및 전자 제품에 사용될 때 중요한 역할을 합니다.

 

 

③ PMMA의 가공 방법

 

PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)의 가공은 다양한 방법으로 이루어질 수 있습니다. 가장 일반적인 가공 방법은 주형 주조, 열 가공, 절삭가공입니다. 각각의 방법에 대해 자세히 알아보겠습니다:

- 주형 주조 (Injection Molding): 주형 주조는 가장 일반적으로 사용되는 PMMA의 가공 방법 중 하나입니다. 이 방법은 고압으로 액체 상태의 PMMA를 주형에 주입하여 형상을 형성하는 과정입니다. 먼저, PMMA 원료를 플라스틱화시켜 액체 상태로 만든 뒤, 주형에 주입됩니다. 주형은 PMMA가 경화되고 고형화 될 때까지 냉각되며, 최종적으로 형상이 형성됩니다. 이 방법은 대량 생산에 적합하며, 다양한 복잡한 형상을 가진 제품을 만들 수 있습니다.

- 열 가공 (Thermoforming): 열 가공은 PMMA 시트나 판을 가열하여 부드러워진 상태에서 원하는 형상으로 성형하는 과정입니다. 먼저, PMMA 시트를 가열하여 플라스틱 상태로 만듭니다. 가열된 PMMA 시트는 성형 툴 또는 성형기에 표면을 정확하게 맞추고, 공기 또는 진공을 이용하여 형상을 성형합니다. 열 가공은 비교적 간단하고 경제적인 방법으로 작은 규모의 제품을 생산하는 데에 유용합니다.

- 절삭가공 (Machining): 절삭가공은 PMMA를 원하는 형태로 가공하는 과정으로, CNC(Computer Numerical Control) 기계를 사용하여 수행됩니다. 이 방법은 PMMA 블록이나 시트를 가공하여 필요한 형태로 절단, 연마, 밀링, 드릴링 등의 작업을 수행합니다. 절삭가공은 정밀한 형상과 디테일을 요구하는 작업에 적합하며, 개별적인 제품 또는 소량 생산에 사용됩니다.