[하이플럭스 기술자료] TEFLON (불소계 폴리머) 의 종류

TEFLON (불소계 폴리머) 의 종류

불소계폴리머란 분자 중에 불소원자를 포함하는 합성고분자의 총칭으로 위에 나열된 제 공중합체가 주를 이루고 있다.
이들 각종 수지는 응용분야에 따라 군수품에서 일반공업용 또는 가정용에도 널리 사용되고 있다.

이들 수지는 뛰어난 내화학약품성과 내열성을 가지고 있으며 양호한 전기절연체로서 높은 충격강도를 가지고 있다.

이중에서도 PVDF는 최고의 유전율, 가열편차온도, 굴곡강도 및 모듈러스를 가지고 있으며 항복강도와 내크리프성은 불소계에서 가장 높다.

이 재료의 내마모성은 PA와 비슷하다. 열 및 광안정성이 대단히 양호하므로 열안정제 또는 자외선안정제를 필요로 하지 않는다. 이것은 이 재료가 무독성이라는 것을 의미하기도 한다.

분자량을 비교적 낮게 유지함으로서 고도의 결정성인 PVDF를 만든다. 이 재료는 제품 강성이 강하므로 성형품용으로 사용되며 불소화폴리머로서는 가공이 비교적 용이하다.

TEFLON (불소계 폴리머)

● PTFE/TFE : Polytetra Fluoroethylene

● PEA : Perflouokoxyfloro Plastic

● FEP : Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer

● ETFE : Polyethlene Tetrafluoro Ethylene

● PVDF/PVF : Polyvinylidene Fluoride / Polyvinylfluoride

● PCTFE : Polychlorotrifluoro Ethylene

PVDF / PVF

1. 유동성

PP와 비슷하며 멜트는 PA의 멜트보다도 점도가 높다. 225~245˚C, 5kg의 하중에서 1과 18사이에 들어간다.

2. 성형수축

이 재료는 고도의 결정성 수지이므로 수축이 커서 약 2~3%이다. 수축은 금형온도 증가와 함께 조금 증가한다. 수축은 강화그레이드의 사용에 의해 1.5% 즉 0.030mm/mm에서 0.020mm/mm로 줄일 수가 있다.

3. 강 내성물질

PVDF는 할로겐, 염용액, 무기산과  염기, 지방족과 방향족의 탄소화수소, 카드본산과 산염화물메르캅탄 및 염소화탄화수소등 광범위한 화학약품에 뛰어난 내성을 가지고 있으며 자외선α 및 β선조사에 의한 열화에 내성이 있다.

4. 약 내성물질

열농유산, 강염기성아민, 열농염기와 알칼리금속 아세톤 및 에탈아세테이트와 같은 극성 요매에 팽윤한다. 디메틸폼아미드, 디메틸설옥사이드 및 테트라 메틸료소와 같은 용메에 용해한다. 강한 알칼리 속에서는 얼마간의 스트레스 크래킹을 갖는다.

5. 재료의 판정

이 재료의 내추럴컬러는 반투명의 유백색이다. 이 재료는 결정성수지이기 때문에 투명성형품을 만들 수는 없다. 1.78g/cm²의 고밀도를 가지므로 수중에 용이하게 가라앉는다. 이 수지의 비커트 연화점은 130˚C 정도이다. 결장하는 융점은 170˚C 정도이다. 커트 및 기계가공이 비교적 용이하여 양호한 내인성을 가져서 불꽃을 번지게하지 않는다. 약 320˚C에서는 불화수소의 자극성 가스가 발생한다.

6 착색

이산화티탄이나 무기재료인 산화브롬에서 급속한 분해를 일으킨다. 그러므로 콤파운딩을 할 시는 사전에 재료메이커와 협의. 유리충전재는 급속한 분해를 일으키는지 여부를 확인한다. 그러므로 PVDF는 재료메이커로부터 콤파운딩된 재료를 그대로 사용한다. 또 재료메이커에서 지정한 미스터배치나 드라이컬러만을 사용한다.

7. 용도

화학 프로세스용 밸브, 펌프 베어링 등에 이 재료가 사용된다. 이것은 뛰어난 내화학약품성, 가공의 상대적인 용이성, 높은 강도, 강성 및 내마모성 등이 있다. 높은 결정 융점을 가지고 있어 130˚C의 높은 온도에서 연속사용에 견디며 내화학성도 많이 유지한다.

트랜스듀서, 마이크로폰, 라우드스피커 등의 뒤판 부착에 유용된다. 또한 바킹, 가스켓, 파이플, 이음 등 기계부품, 다이서프렘용기 실험기구, 필름, 시트, 프린터기판, 절연단자, 서켓 컨덴서 필름, 고층건축물의 창틀 실링재, 판, 금속판 라이닝, 초음파현미경, 계속센서, 압력센서 등 다양하게 이용된다.

PEA

1. 성질

이 수지는 PTFE의 주고리를 가지고 측고리에 OR기(R은P-클로로알킬리)를 부가한 것이다. 이 수지는 PTFE수지와 물성이 대단히 비슷하다. 용해점이 낮고 용해 시켜서 사출성형이 가능하다.

1) 기계적특성, 전기특성, 열특성 등이 TFE와 비슷하다.

2) 고온 저온 특성이 뛰어나 연속사용온도 260˚C에서 -100˚C까지 물성변화는 극히 작고 액체공기온도 -196˚C에서 사용에 견딘다.

3) 난연성 UL94, V-0, UL83 수직화 염테스트에 합격

4) 방사선의 영향을 받아 3~10메가라드에서 영향을 받아 50메가라드에서 현저하게 열화한다.

5) 전기절연성은 뛰어나고 특히 고주파절연성이 높다. 그리고 PTFE나 FEP와 유사하다.

6) 넓은 주파수 내역에 걸쳐 유전율, 유전정접의 수치가 낮다.

7) PEA필름, FEP필름에 비해 광투과율은 낮다.

8) 사출성형등 용해성형이 가능하다.

9) 불소계수지의 열분해가스는 유독하므로 취급에 주의를 요한다.

2. 용도

내열, 전기, 전자, 전열부품, 프린트기판, 테이프, 절연테이프, 내약품성 바킹, 라이닝 등이며 블로우성형에 의해 액체용 용기가 만들어진다.

ETFE

1. 성질

ETFE는 용해가공이 되며 사출성형등 능률이 양호한 성형법으로 성형이 된다.

1) 넓은 온도범위에서 물성이 안정하여 -200˚C에서 +180˚C까지 넓은 온도범위에서 기계특성, 전기특성이 변화하지 않으며 180˚C에서 연속사용 운전에 견딘다.

2) 전기절연성 특히 고주파특성이 뛰어나다.

3) 강산, 강알칼리, 유기약품에 거의 침해되지 않는다.

4) 자외선을 투과치 않으며 자외선 열화가 적다.

5) 비점착성이 뛰어나다.

6) 독성이 전혀 없다.

7) 용해가공이 되며 사출성형 등으로 성형품이 만들어진다.

2. 용도

전기절연부품, 절연피복, 라이닝, 절연테이프, 방부식테이프, 필름

PVDF

1. 성질

이 폴리머는 불소수지의 일종으로 기계적 성질이 뛰어나 결정성이 높은 수지를 만든다. 또 유전율이 높고 압전성과 같은 특수성질을 가지고 있다.

1) 불소수지 중에서는 기계적강도가 강하고 특히 내마모성이 높다.

2) 내약품성이 뛰어나고 상온에서 디메틸아민, 아세톤 등을 제외한 거의 모든 약품에 침해되지 않으나 75˚C 이상에서는 아민류, 에스테르류, 에테르류에 침해된다.

3) 자외선, 방사선 열화가 작고 내후성이 뛰어나다.

4) 전기절연성이 뛰어나다.

5) 유기재료로서는 큰 압전특성을 갖는다.

특히 2축연신 필름은 큰 압전특성을 가지고 있으며 PVDF의 필름압전 특성은 다음과 같다.

㉠ 유전율이 무기압전체 보다 작다. 그러나 압전전압강도는 높다.

㉡ 경량으로 유연하기 때문에 충격굴곡에 잘 견딘다.

㉢ 기계 인피던스가적기 때문에 물이나 생체와 매칭하기 쉽다.

㉣ Q가 작기 때문에 주파수 레스폰스가 평탄하다.

㉤ 내전압이 크고 큰 입력에도 파괴하지 않는다.

㉥ 유전율과 비열이 작으며 초전감도가 높다.

㉦ 열확산계수가 낮기 때문에 공간분해 능력이 뛰어나다.

2. 용도

- 성형품 : 바킹, 가스켓, 파이프 이음 등 기계부품, 다이어 프레임용기, 실험기 필름, 시트

- 전자기기 : 프린트기판, 절연단자, 소켓 켄덴서 필름

- 기타 : 고층건물의 창틀 실링재, 판, 금속판 라이닝

- 비에소필름응용 : 스피커, 마트로폰, 헤드폰, 카트리치, 초음파마이크, 초음파 현미경, 계측센서, 스트레인게이지, 압력센서

PCTFE

1. 성질

반투명 왁스상으로 PVDF보다 투명성이 양호하다. 비중은 2.1~2.2로 기계적 특성은 PVDF와 비슷하다. 전기적인 특성으로서 전기절연성이 양호하나 고주파 특성은 떨어진다. 사용온다는 -50~180˚C까지이고 내약품성은 PVDF에 떨어져 할로겐화 용제에 팽윤한다. 이 수지를 사출성형과 압축성형이 가능하나 고가이다.

2. 용도

내열성 전기부품, 필름, 화학기계배관, 바킹, 라이닝

FEP

1. 성질

이 수지는 PTFE와 비슷한 성질을 가지고 있으나 내열성, 전기특성 등의 제특성은 떨어진다. 이 수지는 성형성이 양호하여 사출성형, 압출성형이 가능하다. 외관상으로는 PTFE와 비슷하나 투명성은 조금 양호하다. 비중은 2.12~2.17이며 기계적 특성은 PTFE와 비슷하다. 내열온도가 240˚C로 PTFE보다 낮다. 전기적 특성이 역시 PTFE와 비슷하나 Tan δ의 수치가 조금 높다.

 또 고주파대역(100MHZ이상)에 있어서 Tan δ의 수치에 주파수특성을 가지고 있다. 화학특성으로서는 유기 및 무기약품에 견딘다. 성형성은 PTFE보다는 성형성이 양호하고 열가소성을 나타낸다.

2. 용도

전기적 특성 및 기계적 특성이 PTFE와 비슷하므로 성형하기 쉬운 특성을 이용하여 PTFE의 용도에 사용된다.

TEFLON 수지의 특성.docx