아크릴 플라스틱은 아크릴산의 하나 이상의 유도체를 포함한 합성 또는 인공 플라스틱 재료 계열을 의미합니다. 가장 일반적인 아크릴 플라스틱은 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)로, Plexiglas, Lucite, Perspex, Crystallite와 같은 브랜드명으로 판매됩니다. PMMA는 매우 투명하고 강한 물질로, 자외선과 기후에 대한 저항력이 뛰어납니다. 이 재료는 색칠할 수 있고, 성형하고, 절단하고, 드릴링 및 형성이 가능합니다. 이러한 특성 덕분에 비행기 바람막이, 천창, 자동차 후미등 그리고 야외 표지판 등 다양한 응용 분야에 적합합니다. 특히, 휴스턴 아스트로돔의 천장은 수백 개의 이중 절연 PMMA 아크릴 패널로 구성되어 있습니다.

모든 플라스틱과 마찬가지로, 아크릴 플라스틱은 폴리머입니다. 폴리머라는 단어는 그리스어의 poly, 즉 "많은"과 meros, 즉 "부분"에서 파생된 것입니다. 따라서 폴리머는 여러 분자 또는 부분이 사슬처럼 연결된 물질입니다. 폴리머는 수백 개 또는 수천 개의 분자가 연결된 형태를 가질 수 있습니다. 더 중요한 것은, 폴리머는 그 구성 요소 부분과는 완전히 다른 특성을 가진 물질이라는 점입니다. 폴리머를 만드는 과정을 폴리머화라고 하며, 이는 스크랩 유리, 구리 및 기타 재료를 상자에 넣고 흔들어 한 시간 후에 작동하는 색깔 TV를 찾는 것에 비유됩니다. 유리, 구리 및 기타 구성 요소는 여전히 존재하지만, 완전히 다르게 보이고 기능하는 것으로 재조립되었습니다.

최초의 플라스틱 폴리머인 셀로이드(celluloid)는 셀룰로오스 질산염과 향료의 조합으로 개발되었습니다. 이는 식물에 존재하는 자연 폴리머 셀룰로오스를 기반으로 하였습니다. 셀로이드는 사진 필름, 빗, 남성 셔츠 칼라 등 많은 품목을 만드는 데 사용되었습니다.

레오 바켈란드는 베이클라이트 라는 이름의 페놀 포르말데하이드 수지를 특허낸 후 최초의 상업적으로 성공한 합성 플라스틱 폴리머를 개발했습니다. 베이클라이트는 즉각 성공을 거두었으며 기계가공과 성형이 가능했습니다. 전기 절연체로 매우 우수하며 열, 산 및 날씨에 저항력이 있었습니다. 장식품에서 사용할 수 있도록 색칠하거나 염색할 수도 있었습니다. 베이클라이트 플라스틱은 라디오, 전기 장비뿐만 아니라 카운터톱, 버튼, 그리고 나이프 손잡이 등에 사용되었습니다.

아크릴산은 처음 1843년에 준비되었습니다. 아크릴산의 유도체인 메타크릴산은 1931년에 제정되었습니다. 메타크릴산이 메틸 알코올과 반응할 때 메틸 메타크릴레이트라는 에스터가 생성됩니다. 메틸 메타크릴레이트를 폴리메틸 메타크릴레이트로 변환하는 폴리머화 과정은 독일 화학자 Fittig과 Paul이 1901년에 발견했지만, 그 과정이 아크릴 안전 유리 시트를 상업적으로 제조하는 데 사용된 것은 1933년 이었습니다. 제2차 세계 대전 동안 아크릴 유리는 잠수함의 잠망경 포트와 비행기 바람막이, 캐노피 및 총탑 등에 사용되었습니다.

원재료

메틸 메타크릴레이트는 폴리메틸 메타크릴레이트 및 많은 다른 아크릴 플라스틱 폴리머가 생성되는 기본 분자 또는 단량체입니다. 이 물질의 화학 기호는 CH₂=C(CH₃)₂입니다. 이는 두 탄소 원자 사이의 이중 결합(=)을 나타내기 위해 이러한 형식으로 작성되었습니다. 폴리머화 과정에서 이 이중 결합의 한 다리가 끊어져 다른 메틸 메타크릴레이트 분자의 중간 탄소 원자와 연결되어 사슬을 시작합니다. 이 과정은 최종 폴리머가 형성될 때까지 반복됩니다. (도면 1 참조)

메틸 메타크릴레이트는 여러 방법으로 형성될 수 있습니다. 일반적으로 아세톤 [CH₃COCH₃]와 나트륨 시안화물 [NaCN]을 반응시켜 아세톤 시안히드린 [(CH₃)₂C(OH)CN]을 생성합니다. 그런 다음 이것은 메틸 알코올 [CH₃OH]과 반응하여 메틸 메타크릴레이트를 생성합니다.

메틸 아크릴레이트 [CH₂=CHCOOCH₃] 및 아크릴로니트릴 [CH₂=CHCN]과 같은 다른 유사한 단량체는 메틸 메타크릴레이트와 결합하여 다양한 아크릴 플라스틱을 형성할 수 있습니다. (도면 2 참조) 두 개 이상의 단량체가 결합하면 그 결과를 코폴리머라고 합니다. 메틸 메타크릴레이트와 마찬가지로 이들 두 단량체 모두 폴리머화 동안 분리된 중간 탄소 원자에 이중 결합이 있어 다른 분자의 탄소 원자와 연결됩니다. 이러한 다른 단량체의 비율을 조절하여 결과 플라스틱의 탄성 및 기타 특성이 변화합니다.

제조 과정

아크릴 플라스틱 폴리머는 메틸 메타크릴레이트와 같은 단량체를 촉매와 반응시켜 형성됩니다. 일반적인 촉매는 유기 과산화물입니다. 촉매는 반응을 시작하고 이를 지속시킵니다. 그러나 결과 폴리머의 일부가 되지는 않습니다.

아크릴 플라스틱은 크게 세 가지 형태로 제공됩니다: 평판, 연장된 형태(막대 및 튜브), 성형 분말. 성형 분말은 때때로 분산 폴리머화 과정에서 만들어지며, 이 과정은 물과 촉매 용액에 분산된 작은 방울의 단량체 사이에서 반응이 일어납니다. 이로 인해 성형 또는 압출에 적합한 밀접하게 조절된 분자량의 폴리머 입자가 생성됩니다.

아크릴 플라스틱 판은 벌크 폴리머화 과정으로 형성됩니다. 이 과정에서 단량체와 촉매가 몰드에 붓고 반응이 발생합니다. 벌크 폴리머화를 위해 두 가지 방법이 사용될 수 있습니다: 배치 셀 방법 또는 연속 방법. 배치 셀 방법이 가장 일반적이며 단순하고 아크릴 판 두께를 0.06에서 6.0 인치(0.16-15 cm)로, 너비를 3 피트(0.9 m)에서 수백 피트까지 쉽게 조정할 수 있습니다. 배치 셀 방법은 또한 막대와 튜브를 형성하는 데 사용할 수 있습니다. 연속 방법은 더 빠르고 노동이 덜 필요합니다. 이는 배치 셀 방법으로 생성된 것보다 얇은 두께와 작은 너비의 판을 만드는 데 사용됩니다.

우리는 투명한 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 판을 생산하는 데 일반적으로 사용되는 배치 셀 및 연속 벌크 폴리머화 과정을 설명할 것입니다.

배치 셀 벌크 폴리머화

1. 판을 생산하기 위한 몰드는 두 개의 광택이 나는 유리 판으로 조립되며 유연한 "창틀" 스페이서로 분리되어 있습니다. 스페이서는 유리 판의 표면 주위에 위치하여 판 사이에 밀봉된 cavity를 형성합니다. 스페이서가 유연하기 때문에 폴리머화 과정 중에 몰드 cavity가 수축하여 반응이 개별 분자에서 연결된 폴리머로 전이되는 동안 재료의 부피 수축을 보완할 수 있습니다. 일부 생산 애플리케이션에서는 유리 대신 광택이 나는 금속 판이 사용됩니다. 여러 판이 서로 위에 쌓여 하나의 판의 상부 표면이 다음 더 높은 몰드 cavity의 하부 표면이 될 수 있습니다. 판과 스페이서는 스프링 클램프를 사용하여 서로 고정됩니다.
2. 각 몰드 cavity의 열린 코너에는 미리 측정된 메틸 메타크릴레이트 단량체 및 촉매의 액체 시럽이 채워집니다. 경우에 따라 메틸 메타크릴레이트의 프리폴리머도 추가됩니다. 프리폴리머는 폴리머 체인이 부분적으로 형성된 상태로, 폴리머화 과정에 더욱 도움을 주기 위해 사용되는 물질입니다. 액체 시럽은 몰드 cavity를 가득 채우기 위해 흐릅니다.
3. 몰드는 밀봉된 후 반응 시작을 돕기 위해 열이 가해질 수 있습니다.
4. 반응이 진행됨에 따라 상당한 열이 발생할 수 있습니다. 이 열은 공기 오븐에서 방출되거나 몰드를 물 욕조에 넣어서 방출됩니다. 증기화에 의한 추가 반응을 방지하기 위해 적합한 경화 시간을 보장하기 위해 온도 주기를 프로그래밍하여 따릅니다. 이로 인해 기포 형성을 예방할 수 있습니다. 얇은 판은 10~12시간 이내에 경화될 수 있으나 두꺼운 판은 여러 날이 걸릴 수 있습니다.
5. 플라스틱이 경화되면 몰드가 식고 열 수 있습니다. 유리 또는 금속 판은 정리하여 다음 배치를 위한 준비를 합니다.
6. 플라스틱 판은 그대로 사용되거나 284-302°F (140-150°C)에서 몇 시간 동안 가열하여 재료의 잔여 스트레스를 줄여 모양이 휘어지거나 다른 치수 불안정성을 유발하지 않도록 합니다.
7. 여분의 재료 또는 플래시는 가장자리를 잘라내고 핸들링 및 배송 중에 보호하기 위해 완성된 판의 표면에 마스킹 용지 또는 플라스틱 필름을 적용합니다. 종이 또는 필름에는 재료의 브랜드명, 크기 및 취급 지침이 종종 표시됩니다. 적용 가능한 안전 또는 건축 기준 준수 여부도 표기됩니다.

연속 벌크 폴리머화

1. 연속 과정은 배치 셀 과정과 비슷하지만, 판이 더 얇고 작기 때문에 과정 시간이 훨씬 짧습니다. 단량체와 촉매의 시럽은 수평형 스테인리스 스틸 벨트 세트의 한 쪽 끝에서 도입되며, 벨트는 서로 나란히 병렬 배치됩니다. 벨트 간의 거리는 형성될 판의 두께를 결정합니다.
2. 벨트는 반응하는 단량체와 촉매 시럽을 서로 사이에 두고 있으며, 프로그래밍된 온도 사이클에 따라 시럽을 가열 및 냉각 영역을 통해 이동시킵니다.
3. 전기 히터 또는 뜨거운 공기가 벨트의 끝에서 물질이 나오면서 소성하도록 합니다.
4. 판을 적정 크기로 잘라내고 마스킹 용지 또는 플라스틱 필름을 적용합니다.

품질 관리

아크릴 플라스틱을 만드는 화학 물질의 저장, 취급 및 가공은 재료의 오염이나 안전하지 않은 화학 반응을 방지하기 위해 통제된 환경 조건 하에 이루어집니다. 특히 온도의 조절은 폴리머화 과정에 매우 중요합니다. 단량체와 촉매의 초기 온도도 몰드에 투입되기 전에 조절됩니다. 전체 과정 동안 반응하는 물질의 온도는 모니터링되고 통제되어 가열 및 냉각 주기가 적절한 온도와 지속 시간을 유지합니다.

완성된 아크릴 재료의 샘플은 물리적, 광학적, 화학적 특성을 확인하기 위해 주기적인 실험실 분석을 받습니다.

유해 물질, 안전 고려사항 및 재활용

아크릴 플라스틱 제조는 주의 깊은 저장, 취급 및 처분이 필요한 매우 독성 물질을 포함하고 있습니다. 잘못 감시되면 폭발이 발생할 수 있는 폴리머화 과정은 독성 연기도 발생합니다. 최근 법령에 따르면 폴리머화 과정은 폐쇄된 환경에서 이루어져야 하며, 배출하기 전에 연기가 정화, 포획 또는 중화되어야 합니다.

아크릴 플라스틱은 쉽게 재활용되지 않습니다. 재활용 플라스틱 중 그룹 7 플라스틱으로 분류되며 대부분의 지역 사회에서 재활용을 위해 수거되지 않습니다. 큰 조각들은 너무 많은 스트레스, 갈라짐 또는 균열이 발생하지 않은 경우 다른 유용한 객체로 재형성되지만, 이는 아크릴 플라스틱 폐기물의 극히 일부를 차지합니다. 매립지에서 아크릴 플라스틱은 대부분의 다른 플라스틱과 마찬가지로 쉽게 생분해되지 않습니다. 일부 아크릴 플라스틱은 매우 인화성이 강해 연소원으로부터 보호해야 합니다.

미래

아크릴 플라스틱 소비의 연평균 증가율은 약 10%였습니다. 향후 연간 성장률은 약 5%로 예측됩니다. 아크릴 플라스틱은 오늘날 사용 중인 가장 오래된 플라스틱 재료 중 하나임에도 불구하고 여전히 많은 응용 분야에서 선택되는 이유인 광학적 투명성과 외부 환경에 대한 저항력 같은 장점을 유지하고 있습니다.

더 배우기

도서

Baird, Ronald J. 및 David T. Baird. 산업 플라스틱. Goodheart-Willcox Company, .

Cowie, J.M.G. 폴리머: 현대 재료의 화학 및 물리학. Chapman and Hall, .

폴리머 과학 및 공학 백과사전, 1권. John Wiley & Sons, .

Rosato, Dominick V. 플라스틱 백과사전 및 사전. Hanser Publications, .

Seymour, Raymond B. 엔지니어링 폴리머 소스북. McGraw-Hill, .

Smith, Edward H., ed. 기계 엔지니어의 참고서. Society of Automotive Engineers, .

에블린 S. 도르만 /

이 가이드에서는 아크릴 플라스틱에 대해 가장 많이 묻는 질문에 대한 답변을 드리겠습니다. 이 가이드의 목표는 독자가 원하는 정보를 쉽게 찾을 수 있도록 하는 것입니다. 그럼 더 이상 지체하지 않고 바로 시작하겠습니다.

아크릴 플라스틱이란 무엇인가요?

아크릴 플라스틱 또는 폴리 메틸 메타크릴레이트는 다양한 용도와 유리 대체에 사용되는 투명하고 견고한 소재입니다. 그 강도와 가공성 및 저항력 덕분에 매우 인기가 있으며 널리 사용됩니다. Plexiglass, Perspex, PMMA 등 다양한 이름으로 알려져 있습니다.

폴리카보네이트 시트와 유사하지만 다릅니다. 폴리카보네이트와 아크릴 시트의 차이를 알고 싶으신가요?

아크릴 플라스틱은 어떻게 제조되나요?

아크릴은 주조 및 압출의 두 가지 방법으로 제조될 수 있습니다. 주조 방법은 더 많은 노동력과 시간이 소요됩니다. 이 방법에서는 두 개의 대형 유리를 틀로 사용하여 원자재를 시트 형태로 만듭니다.

반면에, 압출 방법은 대형 기계와 자동화된 프로세스에 더 의존합니다. 이 과정은 빠르며 최종 제품의 가격이 주조 방법보다 저렴합니다.

주조와 압출 아크릴 시트의 차이를 알고 싶으신가요?

아크릴과 플라스틱의 차이는 무엇인가요?

투명한 플라스틱의 다양한 옵션과 대안이 많기 때문에, 사람들은 종종 아크릴과 플라스틱을 혼동합니다. 많은 사람들이 아크릴을 플라스틱의 대안으로 생각할 수 있지만, 이는 정확하지 않습니다.

아크릴은 플라스틱 소재의 한 가지 분류입니다. 즉, 모든 플라스틱이 아크릴은 아니지만, 모든 아크릴은 플라스틱 소재라는 것을 의미합니다. 아크릴과 폴리카보네이트의 차이를 알고 싶으신가요?

아크릴이 플라스틱보다 강한가요?

위에서 언급했듯이, 아크릴은 플라스틱 소재입니다. 그리고 여러 플라스틱 옵션 중에서 아크릴은 투명 플라스틱 옵션 중에서 믿을 수 없는 강도를 제공합니다. 폴리카보네이트 시트와 함께, 그것은 뛰어난 안정성, 긴 수명 및 내구성을 제공합니다.

아크릴은 유리 소재인가요?

아크릴은 빠르게 유리를 대체하며 널리 사용되고 있습니다. 그러나 이는 전혀 유리 소재가 아닙니다. 아크릴은 폴리메틸 메타크릴레이트 플라스틱으로, 유리보다 훨씬 더 강도와 가공성을 제공합니다.

이 플라스틱은 거울, 유리, 도어 유리, 스카이 창 등 유리 응용 프로그램의 훌륭한 대체물로 사용될 수 있습니다.

아크릴 시트는 자외선 차단이 되나요?

아크릴 시트는 자외선 차단에 매우 뛰어난 능력을 가지고 있으며, 자외선 차단의 최적 선택 중 하나입니다. 이들은 해로운 자외선 차단을 훨씬 잘 수행하며, 다른 플라스틱 및 유리 소재보다 더 나은 빛 전도를 제공합니다.

이것이 아크릴 시트가 스카이라이트와 창문에서 널리 사용되는 이유입니다. 5mm의 매우 얇은 시트조차도 자외선이 통과하지 않도록 합니다. 반면 유리와 대부분의 다른 플라스틱 소재는 그렇지 못합니다.

아크릴 플라스틱의 수명은 얼마나 되나요?

이 소재의 수명은 유리나 다른 소재보다 훨씬 더 우수합니다. 다른 대안에 비해 우수한 강도와 충격 저항력을 가지고 있습니다. 아크릴 시트는 유리 소재보다 거의 15-20배 강하면서 더 긴 수명과 내구성을 제공합니다.

관련 블로그

아크릴 플라스틱은 지속 가능한가요?

아크릴은 매우 높은 강도와 내구성을 가진 가장 강력한 플라스틱 소재 중 하나입니다. 유리 및 기타 많은 플라스틱과 비교할 때 아크릴은 더 나은 지속 가능성과 내구성을 제공합니다. 이는 가정 및 야외 응용 프로그램에 이상적입니다.

아크릴 플라스틱은 방수인가요?

네, 아크릴은 완전히 방수 소재로, 실내 및 실외 응용 프로그램 모두에서 사용될 수 있습니다. 방수 및 열 저항 능력을 위해 스카이라이트와 창문에 성공적으로 사용됩니다.

아크릴 시트는 인화성이 있나요?

일반적으로, 네. 아크릴은 상당한 열 저항을 제공하며 연소 시 해롭지 않지만, 불꽃이 자주 발생할 수 있는 곳에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 불꽃놀이가 이루어지는 산업과 같은 장소에서는 아크릴 시트를 창문이나 기타 응용 프로그램에 사용하지 말아야 합니다.

아크릴 플라스틱의 용융점은 얼마인가요?

아크릴 또는 Plexiglas는 탁월한 열 저항을 제공하지만 극한의 열을 견딜 수는 없습니다. 이들의 용융점은 160도 섭씨입니다. 이는 플라스틱 소재로서는 괜찮지만, 불타지 않는 소재라고 할 수는 없습니다.

두꺼운 아크릴 플라스틱을 자르는 방법은?

아크릴 시트를 자르는 것은 어떻게 하는지를 알면 어렵지 않습니다. 우리 블로그가 처음이라면, 이 가이드를 확인해 보세요.

간단히 말해, 두꺼운 아크릴 시트를 자를 때는 직소를 사용하는 것이 더 나은 선택입니다. 없다면 스코어링 나이프나 커터를 사용하여 잘라낼 수 있습니다. 얇은 시트에 비해, 표면에서 칼을 더 많이 움직여야 합니다.

아크릴 플라스틱을 서로 붙이는 방법은?

아크릴을 붙이는 것은 이 소재를 작업할 때 중요한 작업 중 하나입니다. 이 소재에는 용제 기반의 접착제가 필요합니다. 접착하기 전에, 가장 좋은 결과를 얻기 위해서 가장자리가 고르고 연마되어 있는지 확인해야 합니다.

장갑과 바늘을 사용하여 시트를 붙이는 것을 잊지 마세요. 접착제를 접촉면에 주의 깊게 바르고, 해당 시트를 적절히 고정하세요.

사람들이 흔히 저지르는 큰 실수 중 하나는 일반 접착제를 시트에 바르는 것으로, 엉망이 됩니다. 아크릴 소재를 위해 설계된 접착제가 시장에 많이 나와 있습니다. 그것들을 사용하여 최상의 결과를 얻으세요.

시트에서 슈퍼 접착제를 제거하는 방법은?

접착제를 접근하기 전에 부드러운 천으로 표면의 먼지를 모두 닦아내세요. 그런 다음 얇은 블레이드나 면도칼을 사용하여 접착제를 벗겨내세요. 접착제가 제거된 후, 부드러운 비누를 바르시고 Plexiglas를 씻어주세요. 여전히 얼룩이 있을 경우, 레몬을 사용하여 얼룩이 있는 부분에 문질러 보세요.

남은 것은?

우리는 매일 접하는 가장 많이 묻는 질문을 다루었습니다. 유용하셨나요? 또는 놓친 것이 있나요? 채팅 옵션에서 알려주시면 이 가이드에 질문을 추가하거나 개인적으로 답변해 드리겠습니다.

UVPLASTIC에 대하여

UVPLASTIC은 중국의 선두 폴리카보네이트 제조업체입니다. 동시에, UVPLASTIC은 폴리카보네이트 설계 및 가공 서비스를 제공합니다. 자회사의 UVACRYLIC는 중국의 선두 아크릴 시트 제조업체로서 맞춤형 아크릴을 제공합니다. 이 제품에 관심이 있으시면 저희에게 문의해 주세요!