8. 고분자 소개 - 폴리비닐클로라이드 (Polyvinyl Chloride, PVC)

 

 

폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride)

 

 

① 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride)란? 

 

폴리비닐클로라이드(Polyvinyl Chloride, PVC)는 주로 건축, 자동차, 전자 제품 등 다양한 분야에서 사용되는 엔지니어링 플라스틱입니다. PVC는 비닐이라고도 불리며, 다른 플라스틱과 비교했을 때 저렴하고 다용도로 사용되는 소재입니다.

PVC의 중합 방법에는 주로 두 가지 방법이 사용됩니다.

- 질소 촉매 중합(Nitrogen Catalyst Polymerization): 이 방법은 질소를 촉매로 사용하여 PVC를 중합하는 방법입니다. 질소 촉매 중합은 반응속도가 빠르고 저온에서도 진행되므로 에너지 효율적인 방법입니다. 주로 수용성 PVC(S-PVC)의 제조에 사용됩니다.

- 유기 촉매 중합(Organic Catalyst Polymerization): 이 방법은 유기 촉매를 사용하여 PVC를 중합하는 방법입니다. 유기 촉매 중합은 반응 조건에 따라 다양한 중합 반응속도를 제어할 수 있으며, 고온에서 진행됩니다. 이 방법은 대부분의 비수용성 PVC(U-PVC)의 제조에 사용됩니다.

 

PVC의 용도는 매우 다양합니다. 몇 가지 주요한 용도는 다음과 같습니다.

- 건축 자재: PVC는 건축 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 창문 프레임, 도어프레임, 바닥재, 천장 타일 등의 건축 자재로 사용됩니다. 내구성, 방수성, 내열성 등의 특성으로 건축물에 적합한 소재입니다.

- 전선 및 케이블: PVC는 전선 및 케이블의 절연재로 널리 사용됩니다. 전기 전송 시스템에서 안전하고 신뢰성 있는 전기 절연을 제공합니다.

- 가정용품: PVC는 가정용품으로도 많이 사용됩니다. 배수관, 하수도 파이프, 욕실 액세서리, 가전제품 부품 등에 사용됩니다.

- 의료 기기: PVC는 의료 기기 제조에 사용되는 안전하고 내구성이 있는 소재입니다. 의료용 가이드 튜브, 혈액 전달 시스템, 의료용 가방, 수액 백 등에 사용됩니다.

- 자동차 부품: PVC는 자동차 산업에서도 사용되는데, 시트 커버, 인테리어 트림, 외부 트림 등에 사용됩니다. 

 

 

 

② 폴리비닐클로라이드의 특성

 

- 내구성: PVC는 높은 내구성을 가지고 있어서 파열, 꺾임, 탄성 변화에 강합니다. 따라서 충격이나 외부 영향에 대해 잘 견딜 수 있습니다.

- 화학 저항성: PVC는 다양한 화학 물질에 대해 저항성을 가지고 있습니다. 대부분의 약산, 알칼리, 오염물질, 기름 등에 내성을 보여줍니다.

- 내열성: PVC는 상대적으로 높은 내열성을 가지고 있습니다. 일반적으로 60-80°C의 온도에서 안정적으로 사용할 수 있습니다. 또한, 화재에 저항성이 있는 소재로 간주됩니다.

- 전기 절연성: PVC는 우수한 전기 절연성을 가지고 있어 전기 및 전자 제품에 사용되는 절연재로 널리 사용됩니다.

- 가공성: PVC는 가공하기 쉽고 다양한 형태로 제조할 수 있습니다. 사출 성형, 압출 성형, 발포 성형 등 다양한 가공 방법을 사용하여 다양한 제품을 생산할 수 있습니다.

 

 

 

③ 폴리비닐클로라이드의 가공 방법

 

- 사출 성형 (Injection Molding): 사출 성형은 가장 일반적으로 사용되는 PVC 가공 방법 중 하나입니다. 이 방법은 PVC를 고열로 녹여 압력을 가하여 금형에 주입하여 원하는 형태의 부품을 형성합니다. 사출 성형은 복잡한 형상의 부품을 대량으로 생산하는 데 적합하며, 자동차 부품, 가전제품, 건축 자재 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

- 압출 성형 (Extrusion): 압출 성형은 PVC를 연속적으로 가공하는 방법입니다. PVC를 고열로 녹여 압력을 가해 금형을 통해 연속적으로 압출하여 원하는 형태의 제품을 형성합니다. 이 방법은 주로 PVC 파이프, 호스, 시트 등 긴 형태의 제품을 생산하는 데 사용됩니다.

- 발포 성형 (Foaming): PVC를 발포시켜 경량화된 제품을 생산하는 방법입니다. PVC와 발포제를 혼합한 후 열과 압력을 가하여 폼 형태로 확장되도록 합니다. 발포 PVC는 단열성이 우수하므로 절연재, 패킹, 부동제 등에 사용됩니다.

- 캘린더링 (Calendering): 캘린더링은 PVC를 평판 모양으로 가공하는 방법입니다. PVC 페이스트를 압연기(캘린더)를 통해 압력을 가하고 온도를 조절하여 원하는 두께와 형태의 시트나 필름을 생산합니다. 캘린더링은 주로 바닥재, 패킹 시트, 장식 필름 등의 제조에 사용됩니다.

- 성형 폼 (Molding Foam): 성형 폼은 PVC를 폼 형태로 가공하는 방법입니다. PVC와 발포제를 혼합하여 폼 형성제로 사용하며, 열과 압력을 가하여 폼이 형성됩니다. 경량성과 충격 흡수 기능이 있는 부품을 생산하는 데에 사용됩니다.

각각의 가공 방법은 PVC 제품의 형태, 용도, 생산량 등을 고려하여 선택되며, PVC의 다양한 특성을 활용하여 다양한 형태의 제품을 제조할수있습니다.