화학공학소재연구정보센터
학회 한국고분자학회
학술대회 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC)
권호 30권 2호
발표분야 고분자 구조 및 물성
제목 가전제품용 플라스틱 재료의 열화 거동 및 신뢰성 평가
초록 고분자로 이루어진 플라스틱은 장기간 사용하게 되면 열과 환경인자에 의해 물리화학적인 영향을 받아 고유의 특성을 잃게 되고, 변형, 연화, 유동 등의 여러 단계를 거쳐 복잡하게 진행되는 열화현상이 발생한다 [1]. 이러한 열화현상은 현재 이용되고 있는 대부분의 플라스틱 제품의 성능 및 품질의 저하의 주 요인으로 알려져 있다.
이러한 플라스틱 재료의 열 안정성 및 열화거동을 고찰하기 위해 동역학적 열중량 분석기법(Dynamic thermogravimetric analysis)을 사용하였다. 여기에는 두 가지 방법이 있는데 일반적으로 다중 승온속도법을 이용하여 고분자의 열화거동에 관한 동역학적 분석방법이 열화기구에 관한 동역학 매개변수 결정시 단일 승온속도법보다 오차범위가 더 적고, 정확한 방법으로 보고되어 있으나 [2, 3], 다중 승온속도법을 이용한 플라스틱 재료의 열화거동 및 동역학 매개변수 결정에 관해서는 현재까지 많은 연구가 진행되지는 않았다. 다중 승온속도법은 승온속도를 변화시켜 고분자의 열화 거동에 관해 분석하는 방법으로, Flynn-Wall 법 [4], Reich 법 [5], Friedman 법 [6], Kim-Park 법 [7], Kissinger 법 [8], Hernandez-Sanchez 법 [9] 등이 있다.
본 연구는 가전제품용 플라스틱 재료의 열화 거동과 신뢰성을 고찰하기 위해 열분해에 따른 동역학적 매개변수를 결정하는 동역학적 열중량 분석기법을 사용하였고, 가속 열화시험을 수행하였다. 또한, 플라스틱 재료의 내후성을 고찰하고자 제논 아크 광원을 사용하여 가속 열화시험을 하였고, 가속 열화시험 후 시료의 색차를 컬러 아이 3010 색차분석기를 이용하여 측정하였다. 사용된 시료는 중량감소율이 증가함에 따라 열분해 활성화 에너지도 증가하는 경향을 보였고 플라스틱 재료의 열분해에 관한 기술은 Kim-Park 법이 가장 효과적인 분석법으로 나타났다. 또한 가속 열화시험 결과 플라스틱 재료는 빠른 열화를 진행시키는 자외선에 아주 민감하게 반응함을 알 수 있었다.




Reference
[1] Hamid, S. H., Amin, M. b., and Maadhah, A. G., Handbook of Polymer degradation, Marcel Dekker, New York (1992)
[2] Li, X. G. and Huang, M. R., Polym. Int., 46, 289 (1998)
[3] Petrovic, Z. S. and Zavargo, Z. Z., J. Appl. Polym. Sci., 32, 4353 (1986)
[4] Flynn, J. H. and Wall, L. A., J. Polym. Sci Polym. Lett. Ed., 4, 329 (1966)
[5] Reich, L. J. Polym. Sci. C., 6, 183 (1964)
[6] Friedman, H. L., J. Polym. Sci. C., 6, 183 (1964).
[7] Kim, S. and Park, J. K., Thermochim. Acta, 264, 137 (1995).
[8] Kissinger, H. E., Anal. Chem., 29, 1072 (1957)
[9] Hernandez-Sanchez, F. and Vara-Graziano, R., J. Appl. Polym. Sci., 46, 571 (1992)
저자 임창규, 김준영, 김성훈
소속 한양대
키워드 활성화 에너지; 플라스틱; 신뢰성; 열분해
E-Mail