엔지니어링 플라스틱은 어떻게 시작 되었을까
플라스틱의 꽃 엔지니어링 플라스틱. 넌 어디에서 왔니.
1. 출발점: 범용 플라스틱의 한계 (1920~1950년대)
초기 플라스틱은 페놀수지(베이클라이트), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)같은 범용 플라스틱(commodity plastics)에서 시작하였다. 이들은 가볍고 성형이 쉬운 장점으로 시장을 지배해 나갔으나 다음과 같은 이유로 한계에 부딪히고 만다.
바로..
내열성, 기계적 강도, 장기 신뢰성
이러한 이유는 "구조재(Structural material)"로 사용함에 한계에 있었고 다음 제조업의 시대를 이끌어 가는 자동차와 전기전자 산업을 만나면서 "금속대체(Metal Replacement)" 라는 시류를 타게 되었다.
2. 전환점: 고성능 요구 산업의 등장 (1950~1960년대)
플라스틱 산업은 다음의 두 산업에서 탈바꿈을 하기 시작하였다. 바로..
자동차 산업 (경량화 + 대량생산)
전기·전자 산업 (절연 + 내열)
그리고 이때 등장한 것이 바로 초기 엔지니어링 플라스틱이라 할 수 있다. 당시의 대표적인 소재로는
폴리아미드(나일론) → PA6, PA66
폴리아세탈(POM) → Polyoxymethylene
폴리카보네이트(PC) → Polycarbonate
이들은 기존 플라스틱 대비 높은 강도, 우수한 내마모성, 상대적으로 높은 내열성을 갖추면서
“기계 부품으로도 사용할 수 있는 최초의 플라스틱”이 되었다.
3. 개념의 탄생: “엔지니어링 플라스틱” (1960~1970년대)
이 시기에 플라스틱은 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)의 애칭을 등에 업고 산업적으로 중요한 속성을 부여받게 된다. “금속을 대체할 수 있는 기계적·열적 성질을 가진 플라스틱”
이때부터 엔지니어링 플라스틱은 일반 플라스틱의 범주가 아닌 별도의 카테고리로 시장을 형성하게 되었고 다음과 같은 소재들로 점점 그 범주를 넓혀가게 된다.
PBT / PET (폴리에스터 계열)
변성 PPO/PPE (mPPO / mPPE)
또한 다음의 특징들을 추가로 부여받게 된다.
치수 안정성, 크리프 저항, 내열성 (100~150°C 수준)
이러한 특징들은 자동차 기어, 커넥터, 하우징 등으로 사용범위를 점점 더 넓혀가게 되었다.
4. 고성능화: 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 (1980년대 이후)
1980년대에 이르러 산업 요구가 더 올라가면서 엔지니어링 플라스틱은 플라스틱과 금속의 범주를 넘나들며계속 진화하며 다음과 같은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로 한 단계 더 진화하게 된다.
이때 나타난 대표 소재가 바로..
PPS(Polyphenylene Sulfide)
PEEK(Polyetheretherketone)
LCP(Liquid Crystal Polymer) 이다.
이들 소재의 특징은
200°C 이상 내열도와 화학적 안정성, 난연성, 고주파/전자 특성을 갖게 되며 그 사용 범주는 자동차와 전기전자를 벗어나 반도체, 항공우주, 5G/광통신까지 확장되게 되었으며 20세기 산업의 변화의 물결속에서 다양한 첨가제들과 결합하며 성능을 점점 더 높혀가고 있다.
5. 정 리
가황고무에서 시작한 플라스틱은 일반 플라스틱의 범주를 넘어 엔지니어링 플라스틱으로 진화해 왔으며
“가볍고 싸지만 약한 소재였던 플라스틱을, 금속을 대체할 수 있는 구조재로 끌어올린 산업적 진화”과정을 거치면서 "경량화, 비용 절감, 대량생산, 설계 자유도"의 특징으로 전세계 산업을 변화시켜 왔다.
To Be Continued.....
written by Albert.
플라스틱 Processing 전문가로 사출성형관련된 공정 설계를 통해 Application 의 기능성부여를 하는 일을 하고있습니다.