폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate) 판재의 기존 물성에 영향을 주지 않는 범위에서 비할로겐계 난연제인 인계 난연제를 단량체인 메틸메타아크릴레이트를 괴상중합 하여 셀 주형 성형 법에 의하여 PMMA판재를 제조하였으며 난연제 함량에 따른 난연성, 가교제의 함량과 경화시간이 PMMA판재에 어떠한 영향을 미치는가를 고찰하였다. 난연제 함량이 증가할 수록 탄화길이는 감소, 차르양은 많아지며 난연 효과를 나타내었다. 또한 난연제의 함량이 증가할수록 난연성은 우수하였으나 경도가 낮아지는 경향이 있어 가교제를 3 wt.% 사용하여 경도를 증가 시켰으며, 가교제 첨가에 의해서 경화시간을 3시간에서 2시간으로 단축시킬 수 있었다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate) 판재의 기존 물성에 영향을 주지 않는 범위에서 비할로겐계 난연제인 인계 난연제를 단량체인 메틸메타아크릴레이트를 괴상중합 하여 셀 주형 성형 법에 의하여 PMMA판재를 제조하였으며 난연제 함량에 따른 난연성, 가교제의 함량과 경화시간이 PMMA판재에 어떠한 영향을 미치는가를 고찰하였다. 난연제 함량이 증가할 수록 탄화길이는 감소, 차르양은 많아지며 난연 효과를 나타내었다. 또한 난연제의 함량이 증가할수록 난연성은 우수하였으나 경도가 낮아지는 경향이 있어 가교제를 3 wt.% 사용하여 경도를 증가 시켰으며, 가교제 첨가에 의해서 경화시간을 3시간에서 2시간으로 단축시킬 수 있었다.
In this paper, flame-resisting PMMA(polymethyl methacrylate) sheet was manufactured and its characteristics were tested. PMMA was synthesized by bulk polymerization of a monomer methyl methacrylate with addition of phosphorous flame retardant, triethyl phosphate and ethylene glycol dimethacrylate as...
In this paper, flame-resisting PMMA(polymethyl methacrylate) sheet was manufactured and its characteristics were tested. PMMA was synthesized by bulk polymerization of a monomer methyl methacrylate with addition of phosphorous flame retardant, triethyl phosphate and ethylene glycol dimethacrylate as a cross linking agent. PMMA sheet was manufactured by using the cell molding method, which does not alter or affect the existing property of PMMA. Then the characteristics of PMMA sheet were tested for the TEP content, the content and curing time of EGDMA. As TEP content increases, the length of carbonization lessens and the amount of char production increases. As a result, it strengthened the effect of flame retardants. But the hardness of the sheet decreased as TEP content increased. However, hardness increased when EGDMA was added up to 3 wt% while curing time was decreased from 3 hours to 2 hours. There was no change of hardness when more than 3 wt% of EGDMA was used.
In this paper, flame-resisting PMMA(polymethyl methacrylate) sheet was manufactured and its characteristics were tested. PMMA was synthesized by bulk polymerization of a monomer methyl methacrylate with addition of phosphorous flame retardant, triethyl phosphate and ethylene glycol dimethacrylate as a cross linking agent. PMMA sheet was manufactured by using the cell molding method, which does not alter or affect the existing property of PMMA. Then the characteristics of PMMA sheet were tested for the TEP content, the content and curing time of EGDMA. As TEP content increases, the length of carbonization lessens and the amount of char production increases. As a result, it strengthened the effect of flame retardants. But the hardness of the sheet decreased as TEP content increased. However, hardness increased when EGDMA was added up to 3 wt% while curing time was decreased from 3 hours to 2 hours. There was no change of hardness when more than 3 wt% of EGDMA was used.
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문제 정의
본 연구에서는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)판재의 기존 물성에 영향을 주지 않는 범위에서 비할로겐계 난연제인 인계 난연제를 단량체인 MMA를 괴상중합하여 셀 주형 성형법에 의하여 난연성 PMMA판재를 제조하였으며 난연제의 함량 및 가교제의 함량과 경화시간의 변화에 따른 PMMA판재에 어떠한 영향을 미치는가를 고찰하였다.
제안 방법
온도 조절이 가능하고 중심부에 교반 장치가 장착된 비커형 3구 반응조에 MMA단량체를 투입하여 약 95℃가 될 때까지 교반시킨 후, 난연제를 첨가하여 1시간 동안 교반한다. 개시제로 ABIN을 첨가 하여 70℃로 냉각시킨 후 시럽 형태의 MMA 용액을 Fig. 1과 같은 유리판 틀에 채운 후 수조에서 경화시켜 90℃에서 건조시켜 PMMA 판재를 제조하였다. 이 상의 얻어진 중합체에 대해 FT-IR(Vector22, Bruker)을 사용하여 중합체의 구조를 확인하였으며 제조된 PMMA판재 판넬 물리적 특성인 경도는 GS-702N(Type D, Teclock)을 사용하여 확인하였으며, 열적 거동을 DSC(DSC-50, Shimadzu)를 사용하여 측정하였다.
난연성 시험은 PMMA판재를 45° 고정시키고, 불꽃길이가 65 mm가 되도록 버너의 위치를 조절하여, 연소시간을 20∼60초 연소한 후 탄화길이와 잔여 불꽃시간을 측정하였다.
셀 성형 법을 이용하여 모노머인 MMA에 난연제와 개시제를 첨가하여 얻어진 MMA시럽을 70 ℃수조에서 건조시켜 난연성 PMMA판재에 미치는 영향을 고찰하여, 다음과 같은 결론을 얻었다.
온도 조절이 가능하고 중심부에 교반 장치가 장착된 비커형 3구 반응조에 MMA단량체를 투입하여 약 95℃가 될 때까지 교반시킨 후, 난연제를 첨가하여 1시간 동안 교반한다. 개시제로 ABIN을 첨가 하여 70℃로 냉각시킨 후 시럽 형태의 MMA 용액을 Fig.
1과 같은 유리판 틀에 채운 후 수조에서 경화시켜 90℃에서 건조시켜 PMMA 판재를 제조하였다. 이 상의 얻어진 중합체에 대해 FT-IR(Vector22, Bruker)을 사용하여 중합체의 구조를 확인하였으며 제조된 PMMA판재 판넬 물리적 특성인 경도는 GS-702N(Type D, Teclock)을 사용하여 확인하였으며, 열적 거동을 DSC(DSC-50, Shimadzu)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
PMMA판재는 전형적인 비닐계 모노머의 중합체로 MMA(methyl methactylate)를 개시제인 AIBN(2,2-azobis isobutyroniterile)을 사용하여 괴상 중합법으로 합성하여 제조하였다.
성능/효과
%인 경우 불이 꺼지지 않았으나 TEP 10 wt.% 이상인 경우 1초 이하였으며, 탄화길이는 12.17, 9.40, 8.73, 7.73 및 7.36 cm로 TEP의 함량이 높을수록 줄어들었다.
1. 난연제를 함유하는 PMMA판재의 40초 연소 시 탄화길이가 7.37cm로 나타났으며, 다른 할로겐 화합물과 비교하였을 때 불쾌한 냄새와 연기가 발생이 적게 나타났다.
2. TEP의 함량을 변화시켜 제조한 난연성 PMMA판재의 난연성 시험 결과 잔여 불꽃 시간은 TEP 0 wt.%인 경우 불이 꺼지지 않았으나 TEP 10 wt.
3. TEP의 함량이 높아질수록 경도는 89.8, 89.4, 87.2, 85.3 및 83.1로 감소하였고, 가교제를 사용한 경우 3 wt%까지 증가하는 경향을 보였으며, 3 wt.%이상 경도가 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났으며, 경화시간이 3시간에서 2시간으로 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
폴리메틸메타크릴레이트의 특징은?
열가소성 수지인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethylmethacrylate)는 MMA(Methyl methacrylate)의 중합체로 투명성이 우수하고 내열성, 내후성 및 기계적 특성도 양호하여, 항공기용 창문유리, 건축용 내ㆍ외장재로 사용되어지고 있으며 인체에 무해하고 생분해가 되지 않는 특성이 있어 의료용 물질인 의치, bone cement등에 사용되어지고 있다. 그러나 PMMA는 우수한 물성을 가지고 있지만 낮은 충격저항성으로 인하여 일부 응용분야에서 제한을 받고 있다.
PMMA판재의 제조에 사용되는 대표적인 가공법으로는 무엇이 있는가?
이러한 PMMA의 충격 저항성을 개선하기 위해서 많은 연구가 행하여지고 있으며, 특히 공중합법과 블렌드법에 의해서 고내충격성 수지가 개발되어 생산되고 있다[1]. 아크릴중합체 가운데 PMMA판재의 제조에 사용되는 대표적인 가공법으로는 셀 주형 성형 법[2,3]과 벨트 성형 법[4,5]를 들 수 있다. 셀 주형 성형 법은 비교적 간단한 가공 방법으로서 2매의 글라스 판을 합하여 개스켓을 감싸 밀폐한 셀 중에 MMA 모노머를 투입하고, 가열 중합하여 판상으로 하는 것으로 일반적으로 1.
폴리메틸메타크릴레이트의 단점은?
열가소성 수지인 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, Polymethylmethacrylate)는 MMA(Methyl methacrylate)의 중합체로 투명성이 우수하고 내열성, 내후성 및 기계적 특성도 양호하여, 항공기용 창문유리, 건축용 내ㆍ외장재로 사용되어지고 있으며 인체에 무해하고 생분해가 되지 않는 특성이 있어 의료용 물질인 의치, bone cement등에 사용되어지고 있다. 그러나 PMMA는 우수한 물성을 가지고 있지만 낮은 충격저항성으로 인하여 일부 응용분야에서 제한을 받고 있다. 이러한 PMMA의 충격 저항성을 개선하기 위해서 많은 연구가 행하여지고 있으며, 특히 공중합법과 블렌드법에 의해서 고내충격성 수지가 개발되어 생산되고 있다[1].
참고문헌 (15)
J. F. Rabak, "Experimental Methods in Polymer Chemistry", John wiley & Sons, New York, .25 (1998).
K. J. Sounders, "Organic Polymer Chemistry", Champion and Hall , New York, 62 (1988).
S. I. Park, S. Han, K. D. Suh, and T. J. Mun, A study on The compatibility of PMMA-Poly(butadiene-g-MMA) Blends, J. Kor. Ind. & Eng. Chem., 5(1), 182 (1994).
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