폴리부틸렌

Polybutylene
폴리부틸렌
Polybutene-1.svg
이름
기타 이름
폴리부텐-1, 폴리(1-부텐), PB-1
식별자
  • 9003-28-5 checkY
켐스파이더
  • 없는
ECHA InfoCard 100.111.056 Edit this at Wikidata
특성.
(C4H8)n
밀도 0.95 g/cm3[1]
녹는점 135°C(275°F, 408K)[1]
관련 화합물
관련 화합물
 1-부틴(모노머)
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

폴리부틴렌(Polybutine-1, poly(1-butene, PB-1)은 화학식(CHCH2(Et)n을 가진 폴리올레핀 또는 포화 폴리머이다. PB-1은 폴리부틴과 혼동하지 않고 배관에 주로 사용된다.[2]

생산

폴리부틸렌은 지원되는 지글러-나타 촉매를 사용하여 1-부텐의 중합에 의해 생산된다.

촉매

동위원소 PB-1은 두 가지 유형의 이기종 지글러-나타 촉매를 사용하여 상업적으로 생산된다.[3] 첫 번째 유형의 촉매에는 고체 전방 촉매, TiCl의3 Δ-크리스탈린 형태, 알(CH25)과 같은 유기 알루미늄 촉매의 용액 등 두 가지 성분이 들어 있다.3 두 번째 유형의 전방 촉매제가 지원된다. 촉매의 활성 성분은 TiCl이고4 서포트는 마이크로크리스탈린 MgCl이다2. 이 촉매들은 또한 에스테르나 에테르 종류에 속하는 유기 화합물인 특별한 수식어를 포함하고 있다. 전방 촉매들은 유기농 또는 유기농 수식어의 조합에 의해 활성화된다. 지원되는 촉매의 가장 중요한 기술적 이점 두 가지는 표준 중합 조건에서 70-80°C에서 생성되는 결정성 동위원소 고분자의 높은 분율과 높은 생산성이다.[4][5][6]

특성.

PB-1은 높은 분자량, 선형, 동위원소, 반결정 고분자 입니다. PB-1은 기존의 폴리오레핀의 대표적인 특성과 기술적 폴리머의 특정 특성을 결합한 것이다.

PB-1은 순수 또는 강화 수지로 도포될 경우 금속, 고무 및 엔지니어링 폴리머와 같은 재료를 대체할 수 있다. 또한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등 다른 폴리올레핀의 특성을 수정하기 위해 블렌드 소자로 시너지 효과를 발휘하기도 한다. 그것의 특정한 특성 때문에 그것은 주로 압력 배관, 유연한 포장, 온수기, 복합 및 열 용융 접착제에 사용된다.

PB-1은 최대 190°C 이상 가열될 경우 압축 성형, 분사 성형, 중공 부품으로 송풍, 압출 및 용접이 용이하다. 스트레스로 인해 금이 가지 않는 경향이 있다.[dubious – discuss] PB-1은 결정 구조와 높은 분자량 때문에 정수압에 대한 내성이 좋아 높은 온도에서도 크리프가 매우 낮다.[7] 신축성이 좋고 충격을 잘 받고 탄력회복도 잘 된다.[3][8]

동위원소 폴리부틸렌은 세 가지 다른 형태로 결정된다. 용액 산출물로부터의 결정화 - 용해점이 106.5°C인 III. 용해로 냉각하면 용해점이 124 °C이고 밀도가 0.89 g/cm인3 II 형태가 된다. 상온에서는 용해점이 135 °C이고 밀도가 0.95 g/cm인3 형태-I로 자연 변환한다.[1]

PB-1은 일반적으로 세제, 오일, 지방, 산, 베이스, 알코올, 케톤, 아열성 탄화수소 및 뜨거운 극성 용액(물 포함)과 같은 화학 물질에 저항한다.[3] 폴리설폰, 폴리아미드 6/6 등 다른 폴리머에 비해 방향족과 염소화 탄화수소에 대한 저항성은 물론 산화산에도 낮은 것으로 나타났다.[7] 뛰어난 습식 마멸성, 용해성(피복 두께 얇아짐), 충전재 분산 효과 등이 추가 특징이다. 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 고무, 열가소성 탄소 엘라스토머와 호환된다.

일부 속성:[7]

응용 영역

배관 시스템

PB-1의 주요 용도는 온수 및 냉수 분배를 위한 유연한 압력 배관 시스템, 사전 절연된 지역 난방 네트워크 및 표면 냉난방 시스템에 있다. ISO 15876은 PB-1 배관 시스템의 성능 요구사항을 정의한다.[9] 가장 두드러진 특징은 용접성, 온도 저항성, 유연성 및 높은 정수압 저항성이다. 재료는 최소 필요 강도(MISS)가 12.5 MPa인 PB 125로 분류할 수 있다. 다른 특징으로는 저소음 전송, 저선형 열팽창, 부식 및 석회화가 있다.

PB-1 배관 시스템은 더 이상 북미에서 판매되지 않는다(아래 "일반 소송 및 건물 코드 승인 사용에서 제외" 참조). 유럽과 아시아의 전체 시장 점유율은 다소 작지만 PB-1 배관 시스템은 최근 몇 년간 꾸준한 성장세를 보이고 있다. 쿠웨이트, 영국, 한국, 스페인 등 일부 국내 시장에서는 PB-1 배관 시스템의 입지가 강하다.[8]

플라스틱포장

여러 PB-1 등급이 다양한 애플리케이션 및 변환 기술(확대 필름, 주조 필름, 압출 코팅)에 대해 상업적으로 이용 가능하다. 적용 분야는 크게 두 가지가 있다.

  • PB-1이 주로 폴리에틸렌에서 혼합 성분으로 사용되어 주로 피부 강도 및 피부 품질을 조절하는 벗겨지기 쉬운 포장, 주로 소화성 소비자 포장 및 의료 포장.
  • 고속 포장 폴리프로필렌 기반 필름의 씰 개시 온도(SIT) 낮추기 PB-1을 폴리프로필렌에 혼합하면 65 °C의 낮은 열 밀봉 온도를 달성할 수 있어 넓은 밀봉창과 우수한 광학필름 특성을 유지할 수 있다.

열용융접착제

PB-1은 다양한 종류의 태키퍼 레진과 호환된다. 응집력과 접착력이 뛰어나고 결정유니틱이 느려서 접착제의 '개방시간(최대 30분)'을 조절할 수 있다. 접착제의 열 안정성과 점도를 개선한다.[10]

복합 및 마스터 배치

PB-1은 70%를 초과하는 매우 높은 주입구 적재를 허용한다. 낮은 용해 지점과 조합하여 할로겐 프리 난연 복합 재료 또는 열감응 색소를 위한 마스터바치 캐리어로 사용할 수 있다. PB-1은 다른 폴리오레핀에서 쉽게 분사되며, 낮은 농도에서 토크를 감소시키고/또는 처리량을 증가시키는 가공 보조제의 역할을 한다.

기타 응용 프로그램

그 밖에 가정용 온수기, 절연재, 압축포장, 전선 및 케이블, 신발 밑창, 폴리올레핀 개조(열접착, 강체화합물의 유연성과 유연성 향상, 내온성 및 압축성 복합체의 압축성 세트 증가) 등이 해당된다.

환경장수

PB-1로 만든 배관 및 난방 시스템은 유럽과 아시아에서 30년 이상 사용되어 왔다. 1970년대 초반부터 독일과 오스트리아의 지역 난방 및 바닥 난방 시스템에 대한 첫 번째 레퍼런스 프로젝트는 오늘날에도 여전히 운영 중이다.[8]

54℃의 사용온도와 10bar의 압력에서 공격적인 지열수가 분포하는 빈 지열 프로젝트(1974년)에 PB-1 파이프를 설치하는 것이 한 예다. 같은 설비의 다른 배관 재료는 고장이나 부식되어 그 사이에 교체되었다.[8]

국제 표준은 온수 용도에 사용되는 PB-1로 만들어진 배관의 최소 성능 요건을 설정한다. 표준화된 외삽법은 70 °C와 10 bar에서 50년 이상의 수명을 예측한다.[8]

집단 소송 및 건물 코드 승인 사용에서 제거

폴리부틸렌 배관은 1978년부터 1997년까지 미국에서 지어진 몇 백만 가구에 사용되었다. 누수와 배관 파열 등의 문제로 집단소송인 콕스 대 셸오일이 10억 달러에 타결됐다.[11][12] 이 누출은 염소 처리된 물에 노출된 폴리부틸렌의 분해와 관련이 있었다.[13]

폴리부틸렌 수도관은 더 이상 미국의 건축 법규에 의해 받아들여지지 않으며 캐나다와 미국 양쪽에서 집단소송의 대상이[14] 되어 왔다.[15][16] 1995년 캐나다 국가 배관 법규에는 재순환 배관을 제외하고 사용할 수 있는 폴리부틸렌 배관을 열거하였다. 배관은 2005년 표준호에서 사용 허용 목록에서 삭제되었다.[17]

(흔히 박테리아의 성장을 지연시키기 위해 의도적으로 첨가되는) 도시 물에 염소 및 클로로아민 화합물이 존재하면 폴리부틸렌 배관 및 관련 아세탈 부속품의 내부 화학적 구조가 악화될 것이라는 증거가 있다.[18] 염소 처리된 물과의 반응은 인장응력에 의해 크게 가속되는 것으로 보이며, 부속품, 날카로운 굴곡, 꼬임과 같은 가장 높은 기계적 응력 하에서 물질에서 가장 자주 관찰된다. 물질에 대한 국부적인 응력 미백은 일반적으로 폴리머의 분해에 수반되고 선행한다. 극단적인 경우, 이 스트레스 활성 화학 물질인 "부식"은 몇 년 안에 천공과 누출을 통해 이어질 수 있지만, 수십 년 동안 고장나지 않을 수도 있다. 연성 압축 씰이 있는 부속품은 적절한 사용 수명을 제공할 수 있다.[further explanation needed]

배관과 물의 화학반응이 배관 내부에서 일어나기 때문에 열화 정도를 가늠하기 어려운 경우가 많다. 이 문제는 이전의 경고 표시 없이 누출 속도가 느리고 파이프가 터지는 원인이 될 수 있다. 유일한 장기적인 해결책은 건물 전체에서 폴리부틸렌 배관을 완전히 교체하는 것이다.[19]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Mark Alger, Mark S. M. Alger (1997). Polymer science dictionary. Springer. p. 398. ISBN 978-0-412-60870-4.
  2. ^ Whiteley, Kenneth S.; Heggs, T. Geoffrey; Koch, Hartmut; Mawer, Ralph L.; Immel, Wolfgang (2000). "Polyolefins". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a21_487.
  3. ^ a b c d Charles A. Harper (2006). Handbook of plastics technologies: the complete guide to properties and performance. McGraw-Hill Professional. p. 17. ISBN 978-0-07-146068-2.
  4. ^ Hwo, Charles C.; Watkins, Larry K. 눈물 강도의 개선된 적층 필름, 유럽 특허 애플리케이션 EP0459742, 발행 날짜 12/04/1991
  5. ^ 김부득 김씨 등 (2008) 미국 특허 7,442,489
  6. ^ Shimizu, Akihiko; Itakura, Keisuke; Otsu, Takayuki; Imoto, Minoru (1969). "Monomer-isomerization polymerization. VI. Isomerizations of butene-2 with TiCl3 or Al(C2H5)3–TiCl3 catalyst". Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 7 (11): 3119. Bibcode:1969JPoSA...7.3119S. doi:10.1002/pol.1969.150071108.
  7. ^ a b c d Freeman, Andrew; Mantell, Susan C.; Davidson, Jane H. (2005). "Mechanical performance of polysulfone, polybutylene, and polyamide 6/6 in hot chlorinated water". Solar Energy. 79 (6): 624–37. Bibcode:2005SoEn...79..624F. doi:10.1016/j.solener.2005.07.003.
  8. ^ a b c d e Polybutylene 2006년 11월 30일 웨이백 기계에 보관
  9. ^ ISO 15876-1:2003 iso.org
  10. ^ T.E. Rolando (1998). Solvent-Free Adhesives. p. 35. ISBN 978-1-85957-133-0.
  11. ^ Hensler, Deborah R.; Pace, Nicholas M.; Dombey-Moore, Bonita; Giddens, Beth; Gross, Jennifer; Moller, Erik K. (2000). "Polybutylene Plumbing Pipes Litigation: Cox v. Shell Oil". In Hensler, Deborah R. (ed.). Class action dilemmas: pursuing public goals for private gain. Santa Monica, CA: RAND Institute for Civil Justice. pp. 375–98. ISBN 978-0-8330-2601-9.
  12. ^ Schneider, Martin (November 21, 1999). "Pipe problem getting fixed". The Baltimore Sun.
  13. ^ Vibien, P.;카우치, J.;올리펀트 K;조우, W.;장, B;Chudnovsky, A(2001년)."염소화에 알맞은 물 응용 프로그램에 중대한 성능 평가"(PDF).책 연구소 재료.759년:863–72.ISSN 1366-5510. 또한 Vibien, P.;카우치, J.;올리펀트 K;조우, W.;장, B;Chudnovsky, A(2001년):된다."강화 가교 폴리 에틸렌 배관 재료의Chlorine 저항 시험".ANTEC 2001년 논문집.보카 래톤:CRC프레스.를 대신하여 서명함. 2833–9.아이 에스비엔 978-1-58716-098-1.
  14. ^ 파이프의 꿈은 많은 사람들에게 악몽이다. 마이애미 헤럴드 - 1993년 9월 12일
  15. ^ 듀폰 미국계 캐나다 집단소송 해결
  16. ^ 폴리부틸렌 배관관관 누수 완화제
  17. ^ "Polybutylene (Poly-B) Pressure Water Piping" (PDF). municipalaffairs.alberta.ca. Government of Alberta. 2012-01-06. Retrieved 2019-09-09.
  18. ^ Polybutylene pipe & Acetal 피팅 고장 원인 http://www.polybutylene.com/poly.html
  19. ^ "Polybutylene Piping". PropEx.com. Archived from the original on 2015-08-29. Retrieved 2015-07-17.

추가 읽기