통상 플라스틱 분야에서 아크릴 수지로 불리는 메타크릴산 메틸을 주성분으로 하는 모노머류를 중합시켜 얻어지는 메타크릴산 수지를 아크릴수지라고 지칭하는 경우가 많지만...
도료 분야에 있어서 바인더로의 아크릴수지는 Acryl산, Methacryl산 유도체를 주성분으로 하는 모노머를 공중합시켜 얻어지는 수지를 말한다.
따라서 Acrylic Resin 에는 메타크릴산에스테르 또는 아크릴산에스테르의 중합체가 있다.
수지 재료로서는 메타크릴산메틸어스테르가 가장 실용성이 높다.
1. 중합법
1) 메타크릴산메틸 수지의 합성
CH3 H CH3
l 중합 l l
n. H2C=C ------->--C - C-------
l l l n
COOCH3 H COOCH3
(메타크릴산메틸;MMA) (폴리메타크릴산메틸중합체;PMMA)
- 메타크릴산케틸에스테르 또는 아크릴산에스테르에 과산화물 촉매를 가하여 80-95℃에서 중합시킨다.
- 중합법에는 괴상중합, 용액중합, 에멀션화 중합, 입상중합이 있다.
- 메타크릴산에스테르, 아크릴산에스테르에는 메틸에스테르 외에 에틸에스테르 n-프로필, 이소프로필, 부틸에 스테르 등 많은 종류가 있다.
- 공업재료의 응용에는 성형재료로서 메타크릴산메틸에스테르가 가장 많이 사용되고, 아크릴산메틸수지, 아크 산부틸수지 등은 다른 수지에 혼련되어 내충격성이 개량된다.
2. 분자 구조와 성질
1) 분자의 극성과 결정성
- 이수지는 비결정성 고분자 물질이지만 아크릴산에스테르의 비교적 약한 극성기를 갖기 때문에 점성 이 강한 성질을 가진다.
2) 기계특성, 물리특성
- 외관 : 무색투명한 아름다운 수지이다.
- 비중 : 1.17 - 1.20
- 광학특성 : 투명도 상당히↑, 빛 투과율(92-98%), 굴절률(1.48-1.50), 광학적으로
대단히 아름다운 감각을 주며, 염료, 안료에 의한 염색, 착색이 자유롭게 된다.
- 인장강도, 충격강도 등의 기계강도 : 폴리스티렌보다 강하며, 극성원자단을
함유하기 때문이라 추측.
3. 특성
- 열변형 온도
① 70-110℃정도에서 폴리스티렌과 동등, 또는 조금 높은 값을 나타낸다.
② 18.6 kg/㎠의 하중을 가했을 경우는 열변형 온도가 118-122℃의 값을 가진
메타크릴계 수지가 있다.
- 열가공성 : 95-110℃정도로 가열해서 구부려도 백화, 크레이징 현상을 일으키지 않는다.
- 열전도도 : -200 - 100℃까지는 상승, 100℃이상에서는 열전도도는 저하됨
- 전기특성
① 전기절연성, 뛰어난 저주파, 전기절연 특성을 나타낸다.
② 비저항 및 표면저항 모두 1015Ω ㎝이상으로 대단히 높다.
- 화학특성
① 내약품성 : 폴리스티렌보다 내약품성이 강하며, 알카리⦁산⦁지방족 탄화수소등에 견딜수 있다. 아세톤, 메틸에틸케톤, 염소 함유 용제에는 침해된다.
② 내후성 : 옥외에 방치하여도 햇빛, 바람, 비 등에 의한 열화, 착색, 휨, 균열이 적다.
폴리스티렌보다 내후성이 좋다.
- 성형가공법
① 성형성 : 폴리에틸렌보다 용융수지의 점성도가 높아, 성형할 경우 수지의 흐름이
나빠진다.
② 가공성 : 95-110℃ 정도로 가열하면 휨가공, 드로잉 가공이 자유롭게 된다.
이 성질은 광학특성과 함께 매우 특징있게 뛰어난 성질이다.
액상수지의 주입성형에 따라 판 재료, 아름다운 성형품을 만들 수 있다.
- 그 밖의 성질
① 분광학적 성질 : 분광학적 투과율은 자외선부 2500Å의 파장정도에서 흡수를 시작하며, 가시광선 영역은 전혀 흡수를 나타내지 못한다.
② 멭크릴산메틸 수지는 가격이 비싸서 용도가 제한된다.
4. 응용
- 아크릴계 수지는 뛰어난 특성을 살려서 많은 방면에 사용되고 있다.
- 메타크릴산메틸 수지의 응용은 가장 큰 특징인 광학적 특성을 살린 응용 또 미술적
응용이 많다.
- 아크릴계 수지는 비교적 값이 비싸기 때문에 사용이 제한되고 있다.
