불소수지란?
불소수지란?
불소수지는 실리콘 등과 마찬가지로 광석에서부터 만들어지며, 형석이라는 광석에 황산(H2SO4)을 반응시키면 불산(HF)이 형성되고, 이 불산(HF)에 여러 약품(크로로포롬)을 반응시키면 Gas가 발생하는데, 이때 발생되는 Gas(R22)가 일반적으로 냉장고나 에어컨 등에서 사용되는 프레온 Gas입니다.
이 Gas를 중합 or 반응시켜서 만들어 내는 것이 PTFE입니다.
불소제품의 대표적인 제품이 PTFE이며, 이는 일반적으로 테프론(Teflon)으로 널리 알려져 있습니다.
이후 다양한 제조 과정을 거치면서 필요한 제품으로 탄생하게 됩니다.
불소수지의 제조 방법
1. 불소수지의 제조 방법
2. Monomer 제조
대표적인 불소수지의 화학구조와 특징
| 호칭, 화학구조 | 특징 |
|---|---|
| PTFE–(CF₂-CF₂)n– | 내열성, 내약품성, 전기특성, 비점착성, 자기 윤활성이 우수합니다. |
| PFA–(CF₂-CF₂)–(CF₂-CF₂)m– | PTFE에 필적하는 특징을 가졌으며, 용융 형성이 가능합니다. 여기에 인성(靭‡)까지 가지고 있습니다. |
| FEP–(CF₂-CF₂)–(CF₂-CF)– | PTFE 대비 약간 내열성을 떨어지나 다른 물성은 거의 동등하며, 특히 전기특성은 PTFE에 필적입니다. 단, 내크랙성이 떨어집니다. |
| PCTFE–(CF₂-CFCI)n– | 단단하고 가스 투과성이 낮습니다. 저온에서의 치수 안정성이 우수하나, 성형 온도 영역이 좁습니다. |
| ETFE–(CF₂-CF₂)n–(CH₂-CH₂)m– | Cut-Through 저항 등의 기계 강도가 우수하며, 전기 전열성, 내방사선성이 양호합니다. |
| PVDF–(CF₂-CH₂)n– | 기계적 강도가 크고, 내마모성이 우수합니다. 단, 내열성이 떨어집니다. |
대표적인 불소수지의 일반 물성
| 항목 | 단위 | ASTM 규격 | PTFE | PFA | FEP | PCTFE | ETFE | PVDF | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 융점 | ℃ | - | 327 | 310 | 260 | 220 | 220~260 | 155~175 | |
| 비중 | - | D792 | 2.14~2.20 | 2.12~2.17 | 2.12~2.17 | 2.10~2.20 | 1.73~1.74 | 1.75~1.78 | |
| 인장 강도 | Mpa | D638 | 20~35 | 25~35 | 20~30 | 31~41 | 38~42 | 25~60 | |
| 인장 신율 | % | D638 | 200~400 | 300~350 | 250~330 | 80~250 | 300~400 | 200~430 | |
| 인장 탄성율 | GPa | D638 | 0.40~0.60 | 0.31~0.35 | 0.32~0.35 | 1.03~2.10 | 0.70~0.85 | 0.80~2.48 | |
| 충격 강도(Izod) | J/m | D256 | 150~160 | 파단 없음 | 파단 없음 | 135~145 | 파단 없음 | 165~375 | |
| 경도(Shore) | - | D2240 | D50~55 | D62~66 | D60~65 | D75~80 | D67~78 | D67~77 | |
| 선팽창율 | 10⁻⁵/℃ | D696 | 10 | 12 | 8~11 | 4~7 | 6 | 14 | |
| 하중 휨 온도 | 1.81 Pa | ℃ | D648 | 55 | 50 | 50 | 90 | 74 | 87~115 |
| 0.45 Pa | ℃ | D648 | 121 | 74 | 72 | 126 | 104 | 138 | |
| 최고 사용 온도(연속) | ℃ | - | 260 | 260 | 200 | 170~200 | 150~180 | 120~160 | |
| 절연 파괴 강도 (단시간, 3.2mm) |
KV/mm | D149 | 19 | 20 | 20~24 | 20~24 | 16 | 10 | |
| 유전율 | 10³Hz | - | D150 | <2.1 | <2.1 | 2.1 | 2.3~2.8 | 2.6 | 7.7 |
| 10⁶Hz | - | D150 | <2.1 | <2.1 | 2.1 | 2.3~2.5 | 2.6 | 6.4 | |
| 유전정첩 | 10³Hz | 10⁻⁴ | D150 | <2.0 | <2.0 | 2 | 230~270 | 8 | 180 |
| 10⁶Hz | 10⁻⁴ | D150 | <2.0 | 3 | 5 | 200 | 50 | 170 | |
| 흡수율(24h) | % | D570 | <0.01 | <0.03 | <0.01 | <0.01 | 0.03 | 0.04~0.06 | |
| 굴절율 | - | - | 1.35 | 1.35 | 1.338 | 1.425 | 1.4 | 1.42 | |
| 접촉각(물) | 。 | - | 114 | 115 | 115 | 84 | 96 | 82 | |
| 한계 산소 지수 | - | D2863 | >95 | >95 | >95 | >95 | 32 | 44 | |
| 난연성(3.2mm) | - | (UL94) | V·0 | V·0 | V·0 | V·0 | V·0 | V·0 | |
| 유전정첩 | 산 | - | - | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ○ |
| 알카리 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | |||
| 유기용제 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ◎ | △ | |||
| 용융 점도 | Pa·s | - | 10¹⁰~10¹¹ | 10³~10⁴ | 10³~10⁴ | 10⁵~10⁶ | 10²~10³ | 10²~10³ | |
| 성형 온도 | ℃ | - | (360~380) | 350~390 | 350~380 | 240~260 | 280~340 | 200~260 | |