KR100762500B1 - 강화된 플라스틱 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 높은 인성을 갖는 플라스틱 및 그의 제조 방법을 제공한다. 강성과 인성이 균형을 이루고 안정성과 양호한 가공적성을 갖는, 높은 인성을 갖는 플라스틱은 20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자를 가연성 플라스틱과 블렌딩함(여기에서 고무 입자 대 플라스틱의 중량비는 0.5:99.5 내지 70:30이다)으로써 수득된다. 본 발명은 또한 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱 및 그의 제조 방법을 제공한다. 개선된 내열성과 양호한 가공적성을 또한 갖는, 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱은 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자를 결정성 플라스틱과 블렌딩함(여기에서 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양은 0.3 내지 5 중량부이다)으로써 제조된다.
강화된 플라스틱, 분말 고무, 가연성 플라스틱, 결정성 플라스틱

Description

강화된 플라스틱 및 그의 제조 방법{TOUGHENED PLASTICS AND PREPARATION THEREOF}
본 발명은 강화된 플라스틱 및 그의 제조 방법, 보다 특히 분말 고무와 가연성(pseudoductile) 플라스틱을 블렌딩하여 수득한 인성이 큰 플라스틱, 소량의 분말 고무와 결정성 플라스틱을 블렌딩하여 수득한 강성과 인성이 모두 큰 플라스틱, 및 이들 플라스틱의 제조 방법에 관한 것이다.
플라스틱은 광범위하게 사용되는 물질의 일종으로서 점점 더 사람들의 관심을 끌고 있다. 문헌[Souheng Wu, POLYMER INTERNATIONAL VOL.29, No.3, p 229-247(1992)](듀퐁 캄파니(DuPont Co. in US))에 개시된 바와 같이, 플라스틱을 거대분자 쇄의 상이한 특징과 성질에 기인하여 가연성 플라스틱과 취성(brittle) 플라스틱으로 분류할 수 있다. 약 0.15 밀리몰/㎖ 미만의 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 이상의 특성 비(C∞)를 갖는 플라스틱은 취성 플라스틱에 속하며, 이때 외부 충격 에너지는 주로 기질로부터 균열을 형성시킴으로써 소산된다. 다른 한편으로, 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 플라스틱은 가연성 플라스틱에 속하는데, 이때 외부 충격 에너지는 주로 기질로부터 전단 항복을 발생시킴으로써 소산된다. 가연성 플라스틱이나 취성 플라스틱의 인성은 고무와의 블렌딩에 의해 추가로 개선될 수 있다.
많은 과학자들이 플라스틱을 강화시키기 위한 이론과 방법에 대해 광범위한 연구를 수행하여 왔다. 1980년대에, 소우헹 우(Souheng Wu)는 플라스틱 강화에 삼출(percolation) 모델을 제안하였으며, 여기에서 플라스틱 중의 취성-인성 전이는 분산된 고무 입자들 간의 거리 τ가 일정한 임계 거리 τc 미만일 경우 발생함을 보였다. 상기 고무 상 입자들간의 거리 τ와 고무 상 입자들의 직경(d) 간의 관계는 식: d = τ[k(π/Φr)1/3-1]-1을 만족시키기 때문에, 상기 취성-인성 전이는 상기 고무 입자의 직경(d)이 임계 직경 dc 미만인 경우 발생한다. 즉, 분산된 고무 입자의 크기가 작을수록, 상기 취성-인성 전이가 플라스틱을 보다 쉽게 강화시킨다. 고무를 플라스틱의 강화에 사용하는 종래 기술에서, 상기 고무는 강화제로서 작용하며 플라스틱과 블렌딩되어 강화된 플라스틱을 제공한다. 예를 들어, 미국 특허 제 4517319 호에는 듀퐁 캄파니(US)가 폴리우레탄 탄성중합체를 폴리옥시메틸렌의 강화에 선택하였음이 개시되어 있고; EP 120711 및 EP 121407에서는 훽스트 캄파니(German)가 디엔 그래프트 중합체 탄성중합체를 폴리옥시메틸렌의 강화에 선택하였으며; EP 117664에서는 아사히 카제이 가부시키가이샤(ASAHI KASEI KABUSHIKI KAISHA, Japan)가 스티렌 블록 공중합체 탄성중합체를 폴리옥시메틸렌의 강화에 선택하였고; 아토켐 캄파니(ATOCHEM Co., France)의 FR8519421, FR8803877, FR9512701 및 FR9609148, 미츠이 케미칼스 인코포레이티드(MITSUI CHEMICALS INC., Japan)의 JP127503/97, 기시모토 산교 캄파니 리미티드(KISHIMOTO SANGYO CO. LTD, Japan)의 JP190634/97 및 JP190635/97에는 플라스틱의 강화에 고무를 사용하는 기법, 예를 들어 말레산 무수물-그래프트된 에틸렌-프로필렌 고무를 폴리아미드의 강화에 사용하는 기법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 언급한 특허들은 하기와 같은 단점들을 갖고 있다: (1) 현재의 기술 수준에서, 분산된 고무 상의 입자 분포를 좁은 범위 내로 조절하고 크기를 200 ㎚ 이하로 조절하는 것은 어렵다. 상기 취성-인성 전이에는 보다 다량의 고무가 필요하며, 이에 의해 강화된 플라스틱의 강성이 감소되고; (2) 고무 상의 입자 크기가 불안정하다, 즉 고무 상의 입자 크기는 가공 중에 전단속도와 같은 가공 변수들의 변화에 따라 항상 변하며; (3) 고무 상의 입자 크기는 결코 균일하지 않고; (4) 고무 함량은 40%를 초과할 수 없는데, 그렇지 않으면 "씨-씨(sea-sea)" 형태의 구조가 발생하고, 심지어 상이 역전되어 강화된 플라스틱의 성질들이 열등해진다.
또한, 인성과 강성은 플라스틱의 2 개의 중요한 기계적 성질이므로, 목적하는 강성을 유지시키면서 플라스틱의 인성을 크게 개선시키는 방법, 즉 강성과 인성이 균형을 이룬 물질을 수득하는 방법은 항상 희망하는 목표가 되고 있다. 현재, 플라스틱의 인성을 유효하게 개선시킬 수 있는 방법은 탄성중합체 물질을 사용하여 플라스틱을 강화시키는 것, 예를 들어 EPR 또는 EPDM을 사용하여 PP를 강화시키고, 아크릴레이트 고무를 사용하여 폴리에스테르를 강화시키는 등이다. 그러나, 강화 제로서 탄성중합체를 사용하는 것은 동시에 플라스틱의 강성, 예를 들어 굴곡 강도 및 굴곡 모듈러스 등을 감소시킬 것이다. 지금까지, 단지 고무와 같은 탄성중합체를 사용함으로써 인성과 강성을 모두 개선시키는 것에 대해서 보고된 것은 없다.
강성을 유지시키면서 플라스틱의 인성을 개선시키기 위해서, 고무를 강성 무기 충전제(예를 들어, 운모, 활석 등)와 블렌딩시키는 방법이 플라스틱의 개질에 일반적으로 사용된다. 즉, 플라스틱의 인성은 탄성 고무 상에 의해 개선되는 반면 고무 상의 첨가에 의해 야기된 강성의 감소는 상기 첨가된 무기 충전제에 의해 보상된다. 그러나, 무기 충전제를 강화 목적으로 사용하는 경우, 사용되는 충전제의 양은 비교적 많으며(플라스틱 100 중량부를 기준으로 20 중량부 이상), 이는 강화된 플라스틱에 여러 가지 불리한 영향, 예를 들어 플라스틱의 밀도를 증가시키고, 강화된 플라스틱의 가공 성질을 열등하게 만드는 등의 영향을 가하게 될 것이다.
또한, 무기 강성 입자들을 또한 일부 플라스틱(일정한 인성을 갖는 플라스틱들)의 강화에, 상기 플라스틱의 강성이 감소되는 것을 방지하면서 사용할 수 있다(즉, 소위 강성 입자-강화 방법)(Dongming Li and Zongneng Qi, "The fracture of CaCO3 reinforced polypropylene composite", Polymer Materials Science & Engineering, 1991, No. 2, p18-25). 그러나, 상기 강성 입자-강화 방법에 관한 한, 그의 강화 효과는 매우 제한적이며 상기 방법은 산업적 규모에는 적용되지 않고 여전히 탐험 적 개발 하에 있다.
무기 나노-입자를 또한 강성을 유지시키면서 강화 목적에 사용할 수 있다. 예를 들어 문헌[ACTA POLYMERIC SINICA, No. 1, p99-104(2000)(Chinese)]에는 폴리프로필렌 강화를 위한 나노-SiO2의 용도가 개시되어 있으며, 이는 SiO2의 함량이 1.5 내지 5%일 때 실온에서 PP에 대해 강화와 보강 효과를 모두 갖는다. 그러나, 산업적인 가공 하에서 플라스틱의 강화를 위해 무기 나노-입자를 사용하는 것은 여전히 약간의 문제들, 예를 들어 수지 기질에 대한 비교적 불충분한 분산을 일으켜 최종 강화 효과에 영향을 미친다.
발명의 요약
광범위하고 집약적인 연구를 수행한 후에, 발명자는 고무 강화제로서 사용되는 일종의 특정한 분말 고무를 발견하였으며, 이는 상기 언급한 강화제와 다른 것이고 그의 입자 크기는 나노 규모에 달할 수 있으며 수지 중에 쉽게 분산시킬 수 있다. 통상적인 고무 강화제에 비해, 본 발명에 따른 강화제는 비교적 높은 배합량(플라스틱 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이상)으로 가연성 플라스틱의 강화에 사용되는 경우 훨씬 양호한 강화 효과를 갖는다. 동일한 강화 표적이 달성되는 경우, 본 발명에 따른 고무 강화제의 양은 다른 것보다 실질적으로 적을 수 있으며, 이에 의해 본 발명에 따른 강화제에 의해 강화된 플라스틱의 강성 손실은 통상적인 고무에 의해 강화된 플라스틱의 손실보다 적고, 이는 강성-인성 균형의 비교적 이상적인 효과의 성취를 용이하게 한다. 더욱이, 사용되는 양이 비교적 적 은 경우, 일부 수지, 특히 일부 결정성 플라스틱, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 PBT 등에 대해서 본 발명에 따른 고무 강화제는 플라스틱의 인성과 강성을 모두 동시에 개선시킬 수 있으며, 또한 플라스틱 기질 중의 분말 고무의 양호한 분산이 보장되는 한 물질의 열 변형 온도 및 결정화 온도를 개선시켜 인성과 강성의 탁월한 균형을 성취할 수 있다. 이는 결정성 플라스틱에 첨가된 매우 소량의 초 미세 분말 고무가 강화제로서 뿐만 아니라 보강제로서도 작용할 수 있음을 나타낸다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 높은 인성을 갖는 플라스틱을 제공하는 것이며, 이때 고무 상은 작은 평균 입자 크기를 갖고 균일하고 안정하다. 고무 함량이 70 중량% 이하인 경우에 조차도 상의 역전이 일어나지 않을 것이며, 고무는 항상 분산된 상으로서 유지된다. 높은 인성을 갖는 상기 플라스틱은 비교적 높은 인정을 갖는 동시에 상기 언급한 강성도 또한 유지한다.
본 발명의 또 다른 목적은 강성과 인성이 모두 높은 플라스틱을 제공하는 것으로, 상기 플라스틱은 소량의 초 미세 분말 고무 강화제를 함유한다. 상기 강성과 인성이 모두 높은 플라스틱은 순수한 플라스틱 기질에 비해 강성과 인성이 보다 높다.
본 발명의 더욱 또 다른 목적은 인성이 높은 플라스틱, 또는 인성과 강성이 모두 높은 플라스틱의 제조 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법은 수행하기 간단하고 용이하다.
본 발명의 첫 번째 태양은 높은 인성을 갖는 플라스틱을 제공하며, 하기의 성분들을 포함한다: 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱; 및 20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자, 여기에서 고무 입자 대 플라스틱의 중량비는 0.5:99.5 내지 70:30의 범위이다. 강화된 플라스틱은 강성과 인성의 균형이 양호한 절대적으로 필요한 성질을 갖는다.
본 발명의 두 번째 태양은 강성과 인성이 모두 높은 플라스틱을 제공하며, 하기의 성분들을 포함한다: 결정성 플라스틱; 및 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자, 여기에서 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양은 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부이다.
본 발명의 세 번째 태양은 본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱의 제조 방법을 제공하며, 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱을 20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자(이때 고무 입자 대 플라스틱의 중량비는 0.5:99.5 내지 70:30의 범위이다)와 블렌딩시킴을 포함한다.
본 발명의 네 번째 태양은 강성과 인성이 모두 높은 플라스틱의 제조 방법을 제공하며, 결정성 플라스틱을 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자(이때 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양은 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부이다)와 용융 블렌딩시킴을 포함한다.
도 1은 실시예 5에서 수득된 샘플의 원자력 현미경 사진(배율: 40,000)이다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 고무 입자 대 플라스틱의 중량 비는 0.5:99.5 내지 70:30, 바람직하게는 5:95 내지 50:50이다. 고무 입자의 평균 입자 크기는 20 내지 200 ㎚, 바람직하게는 50 내지 150 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 연속적인 상으로서 사용되는 플라스틱은 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱이며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리우레탄 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱에서, 분산된 상으로서 사용되는 고무 입자는 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자, 바람직하게는 겔 함량이 60% 이상인 가교결합된 고무 입자이다. 상기 고무 입자는 1999년 12월 3일자로 출원된 발명자의 중국 특허 출원 제 99125530.5 호(내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 따라 수득된 충분히 가황된 분말 고무이며, 특히 비 제한적으로 하기의 충분히 가황된 분말 고무들 중 하나 이상을 포함한다: 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 클로로부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무 또는 충분히 가황된 분말 아크릴레이트 고무 등. 상기 고무 입자의 제조 방법은 상기 언급한 중국 특허 출원 제 99125530.5 호에 언급되어 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무는 60% 이상의 겔 함량을 가지며 분배제의 첨가 없이 건조 후에 자유롭게 유동할 수 있는 분산된 미세 고무 분말이다. 상기 분말 고무 입자의 입자 크기를 조사-가교결합에 의해 고정시킬 수 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 플라스틱과 혼합하는 경우, 상기 입자는 플라스틱 중에 매우 쉽게 균일하고 안정하게 분산되며, 응집되기 어렵고, 매우 작은 입자 크기를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱은 작고, 균일하며 안정한 입자 크기를 갖고 높은 고무 대 플라스틱 비를 수득하기 용이한 고무 상을 함유하며, 높은 인성과 양호한 가공적성을 갖고, 매우 광범위한 분야에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 사용되는 고무 입자의 양은 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량부이다. 상기 고무 입자의 평균 입자 크기는 20 내지 500 ㎚, 바람직하게는 50 내지 300 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 연속적인 상으로서 사용되는 플라스틱은 결정성 플라스틱이며, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프 탈레이트(PET) 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱에서, 분산된 상으로서 사용되는 고무 입자는 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자, 바람직하게는 겔 함량이 60% 이상인 가교결합된 고무 입자이다. 상기 고무 입자는 1999년 12월 3일자로 출원된 발명자의 중국 특허 출원 제 99125530.5 호(내용 전체가 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 따라 수득된 충분히 가황된 분말 고무일 수 있으며, 상기 고무 입자에 대한 상세한 설명은 상기 높은 인성을 갖는 플라스틱에 대한 논의에 개시된 바와 같다. 상기 충분히 가황된 분말 고무는 60% 이상의 겔 함량을 가지며 분배제의 첨가 없이 건조 후에 자유롭게 유동할 수 있는 분산된 미세 고무 분말이다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 조사-가교결합에 의해 수득할 수 있다. 상기 충분히 가황된 분말 고무를 플라스틱과 혼합하는 경우, 상기 입자는 플라스틱 중에 매우 쉽게 균일하고 안정하게 분산되며, 응집되기 어렵고, 매우 작은 입자 크기를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱은 작고, 균일하며 안정한 입자 크기를 갖는 고무 상을 함유하며, 높은 인성, 높은 강성, 보다 높은 열 변형 온도와 양호한 가공적성을 갖고, 매우 광범위한 분야에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱을 약 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 약 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱 과 20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 상기 언급한 고무 입자를 블렌딩시킴으로써 수득할 수 있다. 상기 고무 입자의 평균 입자 크기는 50 내지 150 ㎚이다. 상기 고무 입자 대 플라스틱의 중량비는 0.5:99.5 내지 70:30, 바람직하게는 5:95 내지 50:50이다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱을 결정성 플라스틱과 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 상기 언급한 고무 입자를 블렌딩시킴로써 수득할 수 있다. 상기 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양은 상기 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 부, 바람직하게는 0.5 내지 2 부이다. 고무 입자의 평균 입자 크기는 바람직하게는 50 내지 300 ㎚이다.
본 발명에 따른 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 방법에서, 충분히 가황된 분말 고무를 건조한 가교결합된 분말의 형태로 또는 건조되지 않은 가교결합된 라텍스의 형태로 가할 수 있다.
상기 언급한 제조에서, 상기 물질들의 블렌딩 온도는 통상적인 플라스틱의 가공에 통상적으로 사용되는 블렌딩 온도이며, 플라스틱 기질의 용융 또는 연화 온도에 따라 변하고, 플라스틱의 분해 없이 상기 플라스틱 기질의 완전한 용융을 보장할 수 있는 범위 내에서 선택되어야 한다. 더욱 또한, 가공의 필요성에 따라서 플라스틱 가공에 통상적으로 사용되는 보조제들, 예를 들어 가소제, 산화방지제, 경질 안정화제 및 혼화제 등을 적합한 양으로 블렌딩된 물질에 첨가할 수도 있다.
본 발명에 사용되는 블렌딩 장비들은 고무 및 플라스틱의 가공에 통상적으로 사용되는 일반적인 블렌딩 장비이며, 단일 축 스크류 압출기, 2 축 스크류 압출기, 2 중 롤 밀 및 밀폐식 혼합기 등 중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱 또는 높은 인성과 높은 강성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 방법은 수행하기 간단하고 용이하며, 다양한 플라스틱의 강화에 적용될 수 있다.
하기 실시예들은 본 발명을 추가로 예시하기 위해 제공되며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 이해되서는 안된다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에서 한정될 것이다.
높은 인성을 갖는 플라스틱의 제조 실시예
실시예 1 및 2:
충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 란쪼우 라텍스 리써치 센터(Lanzhou Latex Research Center)로부터 입수할 수 있는 부타디엔-스티렌-50 라텍스 중에 상기 부타디엔-스티렌 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 90.4%의 겔 함량을 갖는다], 폴리프로필렌 분말[티안진 세컨드 페트롤륨-케미칼 팩토리(Tianjin Second Petroleum-Chemical Factory)로부터 입수할 수 있음, 명칭: 모델 3-1] 및 산화방지 제 1010(시바 가이기(스위스)로부터 입수할 수 있음)을 균일하게 혼합한다.
블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기[베르너 앤드 플라이더러 캄파니(Werner & Pfleiderer Co., Germany)에 의해 제작됨]에서 수행한다. 특정 제형들을 표 1에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리프로필렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 산화방지제의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
비교 실시예 1:
실시예 1에 사용된 산화 방지제 및 폴리프로필렌 분말을 균일하게 혼합하고 이어서 2 축 스크류 압출기에서 실시예 1에 사용된 것과 동일한 조건을 사용하여 펠릿화하였다. 특정 제형들 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 3:
충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무(실시예 1에 사용된 것과 동일함) 및 폴리프로필렌 펠릿[T30S, 진난 리파이너리(Jinan Refinery, China)] 및 산화방지제 1010(시바 가이기, 스위스)을 균일하게 혼합하고 이어서 블렌딩하고 실시예 1에 상술한 바와 동일한 가공 조건 하에 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특 정 제형들을 표 1에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리프로필렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 산화방지제의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
비교 실시예 2:
실시예 3에서 사용된 폴리프로필렌 펠릿 및 에틸렌 프로필렌 삼원공중합체 고무 펠릿(3745, 듀퐁 다우 캄파니)을 9:1의 중량비로 균일하게 혼합하고 산화방지제 1010(실시예 1에서 사용된 것과 동일한 것)을 가한다. 혼합물을 블렌딩하고 실시예 1에 상술한 바와 동일한 가공 조건 하에서 압출기에서 펠릿화한다. 수득된 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해서 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 1에 나타낸다.
폴리프로필렌 충분히 가황된 분말 부타디엔- 스티렌고무 에틸렌 프로필렌 삼원공중합체 고무 산화 방지제 인장 강도 파단 신율 노취된 아이조드 충격 강도 굴곡 강도 굴곡 모듈러스
실시예 1 94 6 --- 0.5% 31.0 221 129 33.3 1.51
실시예 2 30 70 --- 0.5% 10.5 220 311(파괴안됨) --- ---
비교 실시예 1 100 0 --- 0.5% 39.1 92 78.1 38.7 1.63
실시예 3 90 10 --- 0.5% 28.4 211 87.4 28.4 1.28
비교 실시예 2 90 0 10 0.5% 28.7 171 70.0 29.1 1.33
단위 --- --- --- --- MPa % J/m MPa GPa
시험 표준 --- --- --- --- ASTM D638 ASTM D638 ASTM D256 ASTM D790 ASTM D790

실시예 4 및 5
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 양산 페트롤륨-케미칼 캄파니(Yanshan Petroleum-Chemical Co.)로부터 입수할 수 있는 카복실 부타디엔-스티렌 라텍스(XSBRL-54B1) 중에 상기 카복실 부타디엔-스티렌 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 150 ㎚의 평균 입자 크기 및 92.6%의 겔 함량을 갖는다], 나일론 6(1013B, 우베 인더스트리즈 리미티드(UBE INDUSTRIES, LTD., Japan)), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(Beijing Changyang Chemical Factory, China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(Hebei Luquan Architectural Materials Factory, China))을 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 230 ℃, 235 ℃, 240 ℃, 245 ℃, 240 ℃ 및 235 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다. 도 1은 실시예 5의 샘플의 원자력 현미경 사진(배율: 40,000)을 나타내며, 여기에서 검은 그림자는 나일론 6 기질 중에 분산된 충분히 가황된 카복실 부타디엔-스티렌 고무 입자를 가리킨다.
비교 실시예 3:
실시예 4에서 사용된 나일론 6, 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형, 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다.
비교 실시예 4:
실시예 4에서 사용된 나일론 6 및 아크릴레이트 고무(Lucite 44-N, 듀퐁 캄파니(US)) 및 실시예 4에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 아크릴레이트 고무 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 성질들에 대한 결과를 표 2에 나타낸다.
비교 실시예 5:
실시예 4에서 사용된 나일론 6 및 POE-g-MAH(DFDA1373, 유나이티드 카바이드 캄파니(United Carbide Co., US)) 및 실시예 4에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 4에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 2에 나타내며, 여기에서 POE-g-MAH 및 나일론 6의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 성질들에 대한 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 6:
실시예 4 및 5의 과정을 반복하나, 단 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 대 나일론 6의 비를 15:85로 변화시킨다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 2에 나타낸다.
실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교 실시예 3 비교 실시예 4 비교 실시예 5 단위 시험 표준
나일론 6 90 80 85 100 80 80 -- --
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 10 20 15 -- -- -- -- --
아크릴레이트 고무 -- -- -- -- 20 -- -- --
POE-g-MAH -- -- -- -- -- 20 -- --
스테아르산 칼슘 0.6% 0.6% 0.6% 0.6% 0.6% 0.6% -- --
초 미세 활석 0.8% 0.8% 0.8% 0.8% 0.8% 0.8% -- --
인장 강도 62.6 51.5 56.1 72 52.1 53.2 MPa ASTM D638
파단 신율 75 175 135 60 120 135 % ASTM D638
굴곡 강도 72.8 56.6 63.4 80.5 57.2 55.6 MPa ASTM D790
굴곡 모듈러스 1.97 1.72 1.81 2.2 1.78 1.75 GPa ASTM D790
노취된 아이조드 충격 강도 176 665 428 45 325 409 J/m ASTM D256
열 변형 온도 (1.82 MPa) 64.2 61.8 62.7 68.5 59.8 59.6 ℃ ASTM D648

실시예 7 및 8:
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무[하기와 같이 수득된 것: 양산 페트롤륨-케미칼 캄파니로부터 입수할 수 있는 카복실 부타디엔-스티렌 고무 라텍스(XSBRL-54B1) 중에 상기 카복실 부타디엔-스티렌 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 150 ㎚의 평균 입자 크기 및 92.6%의 겔 함량을 갖는다], 폴리옥시메틸렌(4520, 아사히 카제이 가부시키가이샤(Japan)), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리), 폴리에틸렌 왁스(화학적으로 순수한 등급, 베이징 유니버시티 오브 케미칼 테크놀로지), 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리)을 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 175 ℃, 180 ℃, 185 ℃, 185 ℃, 180 ℃ 및 175 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 3에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 및 폴리옥시메틸렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
비교 실시예 6
실시예 7에 사용된 폴리옥시메틸렌, 스테아르산 칼슘, 산화방지제 1010, 폴리에틸렌 왁스 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고 실시예 7에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들, 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
비교 실시예 7:
실시예 7에서 사용된 폴리옥시메틸렌 및 아크릴레이트 고무(Lucite 44-N, 듀퐁 캄파니(US)) 및 실시예 7에서 사용된 스테아르산 칼슘 및 초 미세 활석을 균일하게 혼합하고, 이어서 블렌딩하고 실시예 7에 사용된 바와 동일한 조건을 사용하 여 2 축 스크류 압출기에서 펠릿화한다. 특정 제형들을 표 3에 나타내며, 여기에서 아크릴레이트 고무 및 폴리옥시메틸렌의 성분 함량은 중량부로 측정되고, 다른 보조제들의 함량은 모든 성분들의 전체 중량%로 측정된다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 3에 나타낸다.
실시예 7 실시예 8 비교 실시예 6 비교 실시예 7 단위 시험 표준
나일론 6 85 72 100 85 -- --
충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무 15 28 -- -- -- --
아크릴레이트 고무 -- -- -- 15 -- --
스테아르산 칼슘 0.7% 0.7% 0.7% 0.7% -- --
폴리에틸렌 왁스 0.3% 0.3% 0.3% 0.3% -- --
초 미세 활석 0.3% 0.3% 0.3% 0.3% -- --
산화방지제 1010 0.4% 0.4% 0.4% 0.4% -- --
인장 강도 54.3 41.2 60.2 50.1 MPa ASTM D638
파단 신율 62 215 30 42 % ASTM D638
굴곡 강도 67.3 46.7 82.5 64.5 MPa ASTM D790
굴곡 모듈러스 1.81 1.35 2.34 1.83 GPa ASTM D790
노취된 아이조드 충격 강도 189 562 42 146 J/m ASTM D256
열 변형 온도(1.82 MPa) 83.5 63.2 110 84.2 ℃ ASTM D648

실시예 9:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무[하기와 같이 수득된 것: 베이징 오리엔탈 케미칼 팩토리(Beijing Oriental Chemical Factory)로부터 입수할 수 있는 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스(BC-01) 중에 상기 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3% 를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 87.7%의 겔 함량을 갖는다] 및 폴리카보네이트(141R, 제네랄 일렉트로닉스 캄파니(US))를 균일하게 혼합한다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 265 ℃, 270 ℃, 275 ℃, 275 ℃, 270 ℃ 및 265 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 특정 제형들을 표 4에 나타내며, 여기에서 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 및 폴리카보네이트의 성분 함량은 중량부로 측정된다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 4에 나타낸다.
비교 실시예 8
실시예 9에 사용된 폴리카보네이트를 표준 시편으로 직접 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해서 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 4에 나타낸다.
실시예 9 비교 실시예 8 단위 시험 표준
폴리카보네이트 96 100 -- --
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 4 -- -- --
인장 강도 64.8 65.2 MPa ASTM D638
파단 신율 175 115 % ASTM D638
굴곡 강도 96.5 92.1 MPa ASTM D790
굴곡 모듈러스 2.32 2.28 GPa ASTM D790
노취된 아이조드 충격 강도 785 679 J/m ASTM D256
열 변형 온도(1.82 MPa) 129.6 132.0 ℃ ASTM D648

높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 실시예
실시예 10:
폴리프로필렌 펠릿(T30S, 지난 리파이너리(Jinan Refinery, China)) 및 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무[하기와 같이 수득된 것: 질린 케미칼 신시사이즈드 레진 팩토리(Jilin Chemical Synthesized Resin Factory)로부터의 폴리부타디엔 고무 라텍스(0700) 중에 상기 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 280 ㎚의 평균 입자 크기 및 88.5%의 겔 함량을 갖는다] 및 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스))을 배합하며, 여기에서 구체적인 조성은 플라스틱 100 중량부를 기준으로 폴리프로필렌 100 부, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무 0.5 부 및 산화방지제 0.5 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 11:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 1 부로 변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 12:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 1.5 부로 변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 13:
실시예 10에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무의 양을 2 부로 변화시키는 것을 제외하고 조건은 실시예 10에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 9:
실시예 10에 사용된 폴리프로필렌 펠릿을 직접 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 10:
실시예 11에 사용된 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무 대신에 부타디엔-스티렌 고무(1502, 질린 오가닉 신세시스 팩토리(Jilin Organic Synthesis Factory(China))를 사용하는 것을 제외하고 조건은 실시예 11에 사용된 것들과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
실시예 14:
폴리프로필렌 분말(모델 3-1, 티안진 세컨드 페트롤륨-케미칼 팩토리(China)) 및 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무 라텍스[하기와 같이 수득된 것: 란조우 라텍스 리써치 센터로부터의 부타디엔-스티렌-50 고무 라텍스(고체 함량 45%) 중에 상기 부타디엔-스티렌 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하며; 상기 고무 라텍스 입자는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 90.4%의 겔 함량을 갖는다] 및 산화방지제 1010(시바 가이기(스위스))을 배합하며, 여기에서 중량부로 측정된 구체적인 조성은 폴리프로필렌 100 부, 충분히 가황된 분말 부타디엔 스티렌 고무 라텍스 2 부(고무 라텍스의 건조 중량 기준) 및 산화방지제 0.5 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 170 ℃, 185 ℃, 190 ℃, 190 ℃, 190 ℃ 및 190 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
비교 실시예 11:
실시예 14에 사용된 폴리프로필렌 분말 및 산화방지제를 혼합 및 압출시키고, 이어서 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 5에 나타낸다.
인장 강도 파단 신율 노취된 아이조드 충격 강도 굴곡 강도 굴곡 모듈러스 열 변형 온도
단위 MPa % J/m MPa GPa ℃
실시예 10 32.9 656 (파괴안됨) 56.2 36.5 1.70 107.5
실시예 11 34.7 698 (파괴안됨) 54.0 37.5 1.75 108.6
실시예 12 34.0 386 59.9 35.4 1.61 107.2
실시예 13 33.7 413 (파괴안됨) 64.8 33.8 1.48 104.1
비교 실시예 9 34.8 502 46.8 34.4 1.56 103.0
비교 실시예 10 34.3 697 50.6 33.6 1.56 104.4
실시예 14 35.6 92 89.2 41.7 1.99 --
비교 실시예 11 39.1 92 78.1 38.7 1.63 --
시험 표준 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D256 ASTM D790 ASTM D790 ASTM D648

실시예 15:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무[하기와 같이 수득된 것: 베이징 오리엔탈 케미칼 팩토리로부터 입수할 수 있는 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스(BC-01) 중에 상기 부틸 아크릴레이트 고무 라텍스의 건조 중량을 기준으로 가교결합 보조제로서 사용된 이소옥틸 아크릴레이트 3%를 가한다. 상기 혼합물에 흡수된 용량이 2.5 메가라드인 조사-가황을 가하고, 이어서 분무 건조시키며; 수득된 분말 고무는 100 ㎚의 평균 입자 크기 및 87.7%의 겔 함량을 갖는다], 폴리에틸렌 테레프탈레이트(고유 점도는 0.76이며, 양산 페트롤륨 케미칼 캄파니(China)로부터 입수), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(China))을 균일하게 혼합하며, 여기에서 중량부로 측정된 특정한 조성은 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 0.5 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부, 스테아르산 칼슘 0.3 부 및 초 미세 활석 0.3 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 260 ℃, 280 ℃, 280 ℃, 280 ℃, 285 ℃ 및 280 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 16:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 1 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 17:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 2 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
실시예 18:
실시예 15에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 5 부, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 15에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
비교 실시예 12:
실시예 15에 사용된 것과 동일한 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 6에 나타낸다.
인장 강도 파단 신율 노취된 아이조드 충격 강도 굴곡 강도 굴곡 모듈러스 열 변형 온도
단위 MPa % J/m MPa GPa ℃
실시예 15 65.8 18 39.8 81.1 2.43 68.1
실시예 16 68.3 26 53.8 84.5 2.52 70.6
실시예 17 63.5 25 51.6 79.7 2.45 67.9
실시예 18 54.8 29 53.1 72.3 2.19 63.2
비교 실시예 12 59.6 6 26.1 76.8 2.26 63.2
시험 표준 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D256 ASTM D790 ASTM D790 ASTM D648

실시예 19:
충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무(실시예 15에 사용된 것과 동일한 것), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(4500, 고유 점도는 1.02이며, BASF 캄파니로부터 입수), 스테아르산 칼슘(화학적으로 순수한 등급, 베이징 창양 케미칼 팩토리(China)) 및 초 미세 활석(1250 메쉬, 헤베이 루콴 아키텍쳐랄 머티리얼즈 팩토리(China))을 균일하게 혼합하며, 여기에서 중량부로 측정된 특정한 조성은 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 0.5 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부, 스테아르산 칼슘 0.3 부 및 초 미세 활석 0.3 부이다. 블렌딩 및 펠릿화를 압출기의 각 대역에 대해 각각 220 ℃, 240 ℃, 240 ℃, 240 ℃, 245 ℃ 및 240 ℃(다이 온도)의 온도를 갖는 ZSK-25 2 축 스크류 압출기(베르너 앤드 플라이더러 캄파니에 의해 제작됨)에서 수행한다. 펠릿을 건조시키고 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 시험 표준 및 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 20:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 1 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 21:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 2 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
실시예 22:
실시예 19에 사용된 성분들의 비를 충분히 가황된 분말 부틸 아크릴레이트 고무 5 부, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 100 부로 변화시킴을 제외하고, 조건은 실시예 19에 사용된 것과 동일하다. 펠릿을 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
비교 실시예 13:
실시예 19에 사용된 것과 동일한 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 표준 시편으로 사출 성형시키고, 이어서 기계적 성질에 대해 다양한 시험을 가한다. 상기 기계적 시험으로부터 수득된 결과를 표 7에 나타낸다.
인장 강도 파단 신율 노취된 아이조드 충격 강도 굴곡 강도 굴곡 모듈러스 열 변형 온도
단위 MPa % J/m MPa GPa ℃
실시예 19 63.7 22 48.7 80.9 2.39 67.2
실시예 20 67.6 32 59.8 83.6 2.46 69.5
실시예 21 66.8 34 63.1 81.2 2.41 68.7
실시예 22 61.5 37 56.7 78.3 2.21 66.9
비교 실시예 13 55.2 9 31.5 74.3 2.18 62.8
시험 표준 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D256 ASTM D790 ASTM D790 ASTM D648





Claims (22)

  1. 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성(pseudoductile) 플라스틱; 및
    20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자를 포함하며,
    이때 상기 고무 입자 대 가연성 플라스틱의 중량비가 0.5:99.5 내지 70:30이고, 상기 고무 입자가 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자인 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  2. 제 1 항에 있어서, 가연성 플라스틱이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리우레탄 중에서 선택됨을 특징으로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  3. 제 1 항에 있어서, 고무 입자의 평균 입자 크기가 50 내지 150 ㎚의 범위임을 특징으로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  4. 제 1 항에 있어서, 고무 입자 대 가연성 플라스틱의 중량비가 5:95 내지 50:50임을 특징으로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 고무 입자가 60 중량% 이상의 겔 함량을 갖는 가교결합된 고무 입자임을 특징으로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  7. 제 6 항에 있어서, 고무 입자가 충분히 가황된 분말 고무임을 특징으로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  8. 제 7 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무가 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 클로로부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무 및 충분히 가황된 분말 아크릴레이트 고무 중 하나 이상으로부터 선택됨을 특징으 로 하는 높은 인성을 갖는 플라스틱.
  9. 0.15 밀리몰/㎖ 이상의 거대 분자 쇄 얽힘 밀도(Ve) 및 7.5 미만의 특성 비(C∞)를 갖는 가연성 플라스틱을 20 내지 200 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자와 블렌딩함을 포함하고, 이때 고무 입자 대 가연성 플라스틱의 중량비가 0.5:99.5 내지 70:30이고, 상기 고무 입자가 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자인, 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 내지 제 8 항 중에서 선택된 어느 하나의 항에 따른 높은 인성을 갖는 플라스틱의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 고무 입자가 충분히 가황된 분말 고무임을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무를 건조한 가교결합된 분말의 형태 또는 건조한 가교결합된 고무 라텍스의 형태로 가함을 특징으로 하는 방법.
  12. 결정성 플라스틱; 및
    20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자를 포함하고,
    이때 결정성 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양이 결정성 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부이고, 상기 고무 입자가 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자인, 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  13. 제 12 항에 있어서, 결정성 플라스틱이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리옥시메틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택됨을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  14. 제 12 항에 있어서, 고무 입자의 평균 입자 크기가 50 내지 300 ㎚의 범위임을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  15. 제 12 항에 있어서, 결정성 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양이 결정성 플라스틱 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 2 중량부임을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  16. 삭제
  17. 제 12 항에 있어서, 고무 입자가 60 중량% 이상의 겔 함량을 갖는 가교결합된 고무 입자임을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  18. 제 17 항에 있어서, 고무 입자가 충분히 가황된 분말 고무임을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  19. 제 18 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무가 충분히 가황된 분말 천연 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-스티렌 고무, 충분히 가황된 분말 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 카복실 부타디엔-아크릴로니트릴 고무, 충분히 가황된 분말 클로로부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 폴리부타디엔 고무, 충분히 가황된 분말 실리콘 고무 및 충분히 가황된 분말 아크릴레이트 고무 중 하나 이상으로부터 선택됨을 특징으로 하는 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱.
  20. 결정성 플라스틱을 20 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 고무 입자와 블렌딩함을 포함하고, 이때 결정성 플라스틱 기질에 첨가되는 고무 입자의 양이 결정성 플라스틱 기질 100 중량부를 기준으로 0.3 내지 5 중량부이고, 상기 고무 입자가 균일한(homogeneous) 미세 구조를 갖는 고무 입자인, 제 12 항 내지 제 15 항 및 제 17 항 내지 제 19 항 중에서 선택된 어느 하나의 항에 따른 높은 강성과 높은 인성을 모두 갖는 플라스틱의 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 고무 입자가 충분히 가황된 분말 고무임을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 충분히 가황된 분말 고무를 건조한 가교결합된 분말의 형태 또는 건조한 가교결합된 고무 라텍스의 형태로 가함을 특징으로 하는 방법.
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