TPE에 대하여

들어가며

최근 업무를 진행하며 고무사출에 대한 업무가 자주 진행된다. 그래서 TPE소재를 자주 사용하는데 그냥 외관에만 사용하는 것이 아닌 오일이나 용매에 닿는 부위에서 사용을 하고 있다. 그렇다면 어떤 TPE를 사용해야 되는 것인가? 하는 고민이 많아졌다.

그래서 TPE의 종류에 대한 공부를 조금 진행해보고자 이렇게 기록을 남기게 됬다.

폴리머의 분류

열가소성 플라스틱

열가소성플라스틱은 복잡합게 얽혀있는 폴리머 사슬로 이루어져 있다. 반데르발스 힘과 같은 분자간 상호작용에 의해 결합을 유지한다. 사출성형으로 가공하며 온도가 내려가면 굳어진다. 리사이클링이 가능하다.

열경화성수지

열경화성수지는 화학결합을 통한 가교로 되어 있으며, 용융되지 않고 , 고온에서도 가교구조를 유지하며 높은 강도와 강성을 특징으로 한다. 에폭시수지와 같은 것이다.

엘라스토머

흔히 고무라 불리는 엘라스토머는 화학적으로 가교된 폴리머다. 가교구조의 밀도가 열경화성수지보다 훨씬 낮기 때문에 가교지점 사이의 탄성 영역이 더 크다. 엘라스토머는 다시 용융 시킬 수 없다. 일단 가교가 형성되면 형태가 그대로 유지되기 때문이다. 엘라스토머의 예로는 천연고무, EPDM, NBR 과 같은 합성고무가 있다.

열가소성플라스틱 엘라스토머(TPE)

반응기로 만든 TPE(TPA,TPU,TPC), TPE컴파운두(TPS,TPV)로 구분된다. 반응기로 제조한 TPE의 특성은 원료로 사용된 하나의 폴리머를 따른다. 합성된 TPE의 특성은 여러가지 다른 폴리머의 혼합물, 이른바 컴파운드에 의해 결정된다.

TPE, 열가소성플라스틱 엘라스토머란?

TPE는 열가소성플라스틱의 효율적 가공 특성과 엘라스토머의 부드러움 및 유연성을 결합한 소재다.TPE는 가공특성 및 거동으로 볼 때 열가고성 플라스틱과 엘라스토머 중간 쯤에 있는 소재로 분류될 수 있다.

TPE의 가공 및 거동

열가소성 플라스틱과 마찬가지로 TPE는 열을 가하여 사출성형이나 압출을 통해 가공. 냉각 후에는 원래의 고탄성 특성을 다시 나타내므로 열가소성플라스틱과 마찬가지로 리사이클링이 가능하다.

TPE의 특장점

• 손쉬운 열가소성 가공법
• 짧은 싸이클타임
• 낮은 에너지 소비
• 다소재 성형가공이 가능해 후속 조립공정 비용 절약
• 다양한 소재의 결합 가능
• 가공공정을 통해 100% 리사이클링 가능
• 폭넓은 공정 윈도우
• 컬러이펙트를 비롯해 자유로운 디자인을 가능케 해주는 다양한 색상 옵션
• 자동차에서 제약 산업에 이르는 폭넓은 응용 분야

TPE의 응용분야

자동차분야에서는 인터리어 제어판 부품, 외장 위도우 인캡슐레이션, 엔진룸 씰 등에 사용된다.

산업용 제품 분야에서는 공구 핸들 또는 케이블 그로밋에 쓰인다.

소비재 부분에서는 장남감, 스포츠장비, 포장용기 및 칫솔, 면도기 같은 위생용품에 쓰인다.

드립챔버, 밀폐장치, 튜브 같은 의료기기 분야의 엄격한 요구를 충족시키는 특수 컴파운드도 있다.

TPE의 종류

TPS

스티렌 블록 코폴리머(SBC)기반의 TPE를 이야기한다. 폴리머의 구조에 따라 특징이 달라지는 SBC는 자동차산업에서 제약산업에 이르기까지 다양한 시장 요구에 맞는 폭 넓은 종류의 TPS 컴파운드를 만들어 낼 수 있도록 해준다.

다양한 종류의 SBC

• SBS: 스티렌 – 부타디엔 – 스티렌 블록 코폴리머
• SIS: 스티렌 – 이소프렌 – 스티렌 블록 코폴리머
• SEBS: 스티렌 – 에틸렌 – 부틸렌 – 스티렌 블록코폴리머
• SEEPS: 스티렌 – 에틸렌 – 에틸렌 – 프로필렌 – 스티렌 블록 코폴리머
• SEPS: 스티렌 – 에틸렌 – 프로필렌 – 스티렌 블록 코폴리머
• SEPS-V: 스티렌 – 에틸렌 – 프로필렌 – 스티렌 블록 코폴리머, 가교성

TPV

열가소성 플라스틱과 가황 엘라스토머로 만든 열가소성플라스틱 엘라스토머(EPDM,PP)

TEH

열가소성플라스틱 엘라스토머 하이브리드 (가교 고무소재 대체재로서 열가소성 가공 가능)

TPO

열가소성플라스틱 엘라스토머 폴리올리펜, 중간 및 높은 Shore A 범위에 정착하며 산,염기 및 오존에 대한 우수한 내화학성을 가지고 있다.

TPU

열가소성플라스틱 폴리우레탄 엘라스토머, 주로 높은 기계적 강도와 매우 우수한 내마모성을 가지고 있다. 내마모성, 기계적 강도, 저온 유연성, 내열성, 다양한 비극성 화학 물질에 대한 내성, 사출 가능성이 특징이다.

TPC

열가소성플라스틱 코폴리에스테르 엘라스토머, 열가소성 폴리에스터 엘라스토머는 폴리 에스터와 폴리에테르의 블록 공중 합체이다. 높은 내부 강도와 오일 및 그리스에 대해 우수한 내성을 가지고 있다.

TPA

열가소성플라스틱 폴리에테르 블록 아미드, 열가소성 폴리아미드 엘라스토머는 폴리아미드 및 에테르 화합물 또는 폴리아미드 및 에스테르 화합물을 기반으로 하는 블록 공중합체다. 고온에서 우수한 강도와 견고성, 우수한 내성을 나타내며, 운동화 및 스키 부츠와 같은 스포츠 용품에 사용하기 적합하다.

마무리하며

어릴적 공부했던 화학공부가 부족했다는 생각이 든다. 이렇게 많은 재료들이 있고 이런 재료들의 특성이 어떠한지에 대해 기반 지식이 더욱 많았다면 나에게 큰 도움이 되지 않았을까 싶다.

그렇지만 후회해도 소용없다. 이렇게 계속해서 공부를 해야 조금이라도 알게될 수 있다고 생각한다. 앞으로 꾸준히 1주에 1포스팅은 나를 위한 공부에 대한 내용을 할 예정이기 때문에 이 약속을 계속해서 지켜나가도록 노력할 것이다.

끝으로 이 글을 읽어주셔서 감사합니다. 그럼 이만.