UHMWPE와 LDPE로 구성된 기공성 고분자 소재의 압출공정 최적화 연구

이기수; 안병길; 최웅수; 윤호규; 문탁진

Polymer(Korea), Vol.21, No.6, 1022-1028, November, 1997

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UHMWPE와 LDPE로 구성된 기공성 고분자 소재의 압출공정 최적화 연구

Study on the Optimization of Exyrusion Processing for Polymeric Porous Materials Consists of the UHMWPE and LDPE

이기수, 안병길, 최웅수, 윤호규, 문탁진

초록

UHMWPE(ultra high molecular weight polyethylene)와 LDPE(low density polyethyene) 분체를 흔합하여 공기정화용 여과재로 사용하기 위한 기공성 고분자 소재를 제조하였다. 여러 분야에 현재 사용되쓴 기공성 고분자 소재의 대부분은 금형소결에 의해 제조되고 있으나 제품의 균일성과 생산성 등에서 문제점을 지니고 있으므로 본 연구에서는 이러한 공정상의 문제점을 개선하기 위하여 압출기 (extruder)를 이용한 압출소결 성형법을 도입하였다. 기공성 고분자 소재의 기공율과 강도, 압출소결 성형시 발생되는 압출기내의 온도구배 및 압력 등을 측정하므로써 고분자 분체의 조성과 압출기 운전조건의 최적화를 이루고자 하였다. 압출기내의 압출구역 온도가 증가함에 따라 소재의 기공올이 감소하는 경향을 보였으며, 압출구역의 온도가 92 ℃ 이상으로 증가할 경우에는 소재의 강도가 급격히 감소하였다. 압출기 다이 혜드의 온도와 결합재로 사용된 LDPE의 용응지수가 증가할수륵 기공성 소재의 강도 역시 증가하였으나 소재의 기공율은 감소함을 알 수 있었다. UHMWPE와 LDPE로.구성된 기공성 고분자소재를 압출소결법으로 제조할 때 압출기의 압출구역과 다이 헤드의 온도조건에 따라 소재의 강도와 기공율이 결정되었다. 그리고, 압출구역의 온도가 125∼130 ℃ 이며 다이 헤드의 온도가 130 ℃ 일 때 최적조건을 나타내었다

The polymeric porous materials which consist of ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and low density Polyethylene (LDPE) powder were prepared for the application to the air purification systems. Generally, polymeric porous materials were manufactured by moulding sintering process, but this process has some problems in uniformity of pores and productivity etc. To improve those problems, extrusion sintering process was introduced in this study. The optimization of compositions and processing regimes were studied by the measurement of porosity and strength of samples, temperature distribution and pressure of the extruder cylinder. The porosity of samples was decreased with increasing the temperature of pumping zone in extruder. When the temperature of pumping zone was passed the 92 ℃, the strength of sample was abruptly decreased. As the temperature of die head and melt index of LDPE were increased, the strength of samples was increased, but the porosity was decreased. Consequently, the strength and porosity of polymeric porous materials were closely related to the temperature distribution of pumping 2one and die head of extruder. The extrusion processing was optimized when the temperature of pumping Eone and die head were set to 125∼130 ℃ and 130 ℃ respectively.

Keywords:polymeric purous materials;ultra high molecular weight oilyethlene;low density polyethyene;air ourification systems;extrusion;sintering

[References]

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[Referenced By]

[1] Dickenson C, "Filter and Filtration Handbook," p. 50, Elsevier Science Publishers, Ltd. (1992)

[2] Koslow EE, U.S. Patent, 5,331,037, C08k (1994)

[3] Walter H, German Patent, 3413213, B01D (1984)

[4] Pinchuk LS, Goldade VA, Gromyko YV, "Magnetic Fibrous Polymer Material for Ultrafine Filtration of Liquids," 6th World Filtration Congress, Nagoya, Japan, p. 940 (1993)

[5] Gorodestskaya RK, Gracheva LI, "Use of Elastic Polyurethane Foam as a Filtering and Sorbing Material," Chemical Industry, No. 11, (653), p. 13 ~ 18 (Rus.) (1991)

[6] Janssen LPBM, "Twin Screw Extrusion," p. 150, Elsevier Science Publishers Ltd. (1978)

[7] "Ultrahigh Molecular Weight Polyethlene of High Density," eds. by I.N. Andreeva et al., p. 80 (Rus.), Leningrad, Khimia (1982)