폴리우레탄 소개(1)
출처: http://catdir.loc.gov/catdir/samples/wiley032/2002033074.pdf
[폴리우레탄 소개]
이소시아네이트와 수산기 화합물 사이의 반응은 원래 19세기에 밝혀졌지만, 폴리우레탄 산업의 토대는 1930
년대 후반에 Otto Bayer에 의해 폴리우레탄을 형성하기 위한 디올(diols, 2가 알코올)과 디이소시아네이트
사이에 폴리올 추가 반응의 화학적 성질을 발견함으로써 이루어졌습니다. 분쇄할 수 있는 탄성중합체, 코팅
및 접착제, 폴리우레탄 폴리머의 처음 상용 적용은 1945년에서 1947년 사이에 개발되었으며, 1953년에는
연질 폼, 1957년에는 경질 폼이 뒤를 이었습니다.
그 후 폴리우레탄은 점점 더 많은 응용 분야에서 찾고 있으며, 폴리우레탄은 이제 우리 주변에 흔히 있으며,
가구에서 신발, 건설에서 자동차에 이르기까지 많은 산업 분야에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
폴리우레탄은 놀랄 만큼 다양한 형태로 사용되며, 플라스틱 소재 제품군 중 가장 다양한 용도로 사용할 수
있습니다.
편안하고 내구성이 있는 매트리스 및 자동차와 주택의 시트는 연질 폼으로 제조됩니다.
경질 폴리우레탄 폼은 가정용 냉장고부터 대형 산업용 건물에 이르기까지 응용 분야에서 가장 효과적이고
실용적인 단열재 중 하나입니다. 폴리우레탄 접착제는 내 하중의 지붕 보에서 장식용 외장 패널에 이르기까지
다양한 종류로 복합 목제품을 제조하는 데 사용됩니다. 신발 밑창, 스포츠 장비, 자동차 범퍼와 같은 품목은
다양한 형태의 폴리우레탄 탄성중합체로 생산됩니다.
우리 중 많은 사람들이 폴리우레탄 섬유 또는 고성능 통기성 폴리우레탄 멤브레인을 함유한 옷을 입고 있습니
다. 고도로 까다로운 의료 응용 분야는 인공 관절 및 임플란트 코팅을 위한 생체 적합성 폴리우레탄을 사용합
니다. 폴리우레탄 코팅은 바닥과 교량의 손상 및 부식으로부터 보호하고, 접착제는 전자회로 기판처럼 작고
항공기처럼 큰 부품의 구성에 사용됩니다.
고급 유리 및 탄소 섬유 강화 복합재료는 자동차 및 우주 산업에서 평가되고 있습니다. 일반적인 적용의 예는
아래와 같습니다.
[폴리우레탄의 적용]
상업적으로 폴리우레탄은 2개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 분자와 2개 이상의 수산기를 함유하는
폴리올 분자의 발열 반응에 의해 생성됩니다. 상대적으로 적은 수의 기본 이소시아네이트와 분자량 및 기능성
이 다른 훨씬 넓은 범위의 폴리올은 폴리우레탄 재료의 전체 스펙트럼을 생산하는 데 사용됩니다. 화학적으로
효율적인 중합체 반응은 촉매화되어 매우 빠른 사이클 타임을 허용하고 대량 생산이 가능하도록 합니다.
1. 비용 및 가공 이점
폴리우레탄의 독특한 장점은 생산할 수 있는 다양한 종류의 고성능 소재에 있지만, 공정에서 심지어 생산
공정에서도 최종 제품의 특성과 성질을 변경하고 제어할 수 있기 때문에 대부분의 다른 플라스틱 소재와도
다릅니다. 이는 대부분의 폴리우레탄이 반응 공정 설비를 사용하여 제조되기 때문에 가능하며, 폴리우레탄
화학 물질을 혼합하여 반응시켜 중합체가 필요하게 만듭니다.
혼합 조건 및 비율의 경미한 변화로 인해 생성된 폴리머의 미세한 조정이 가능합니다.
폴리머는 이 중합 반응 동안 일반적으로 최종 제품으로 형성되며, 이는 폴리우레탄의 다양성에 대한 많은
부분을 설명합니다. 특정 적용을 위한 정확한 요구 사항을 충족할 수 있도록 우수한 정확도로 맞춤 설정할
수 있습니다.
폴리우레탄 반응 혼합물의 또 다른 중요한 특성은 강력한 접착력입니다. 이것은 빌딩의 패널 및 라미네이트,
냉장고 및 냉동고와 같은 완벽한 하우징, 차량용 완전히 통합된 계기판 및 보트와 항공기의 보강된 구조물
과 같은 견고한 복합 소재를 간편하게 제조할 수 있습니다. 이것은 또한 부분적으로 대체 중합체 대신에
폴리우레탄을 사용할 때 복잡하고 고가의 조립 단계를 생략하는 것이 가능하기 때문에 제조 산업에서 재료
를 매우 가치있게 만드는 것은 이 이중 기능입니다.
폴리우레탄 군 재료의 탁월한 성장과 폭 넓은 적용 가능성의 결과로 다양한 소재와 결합된 우수한 소재
성능의 조합입니다. 가공의 이점은 폴리우레탄은 원재료 비용이 완제품 생산에 소요되는 총 비용에서 유일
한 고려 사항이 아니기 때문에 저비용의 중합체와 경쟁할 수 있게 합니다. 적어도 동등한 중요성을 갖는
요소는 사이클 타임, 금형 및 마감 비용, 불량률 및 재활용 기회입니다.
폴리우레탄 반응 금형은 비교적 낮은 압력만 요구하기 때문에, 금형은 강철보다 알루미늄 또는 유리강화
폴리에스테르와 같은 덜 비싼 재료로 만들 수 있습니다. 이는 소량 생산에 특히 중요하며, 신제품 및 공정
개발이나 기존 제품의 개선을 위해 저렴한 시제품을 간단하고 신속하게 생산할 수 있습니다.
2. 폴리우레탄의 특성
폴리우레탄은 6~1,220kg/m³의 밀도와 경질에서 연질의 탄성중합체, 경질 플라스틱에 이르기까지 매우
다양한 등급으로 제조될 수 있습니다. 매우 간단하게 단순화되었지만, 아래 그림은 밀도와 강성과 관련하여
광범위한 폴리우레탄을 보여줍니다.
[폴리우레탄의 특성 매트릭스]