고분자의 개요

고분자 제품의 제조 Process

석유 화학 제품 계통도

분리 정제공정 (NCC 공정 : Naphtha Cracking Center)

고분자의 분류

고분자의 종류 : Thermoplastics 과 Thermosets 의 차이

Thermoplastic : semicrystalline polymer와 amorphous polymer의 비교

화학 결합 (bonding)의 종류

결합의 이해

Covalent bonding

Ionic bonding

Hydrogen bonding

Van der Waals bonding

Coordination bonding

Functional Groups

화학 반응 (chemical reaction)

Thermodynamics

Chemical Kinetics

Ideal gas equation

Dalton’s law of partial pressure

고분자의 구조와 특성

Molecular Weight Distribution

Molecular Weights : Mn, Mw, PDI (polydispersity index)

고분자의 입체규칙성 (tacticity of polymer)

고분자 재료의 특성

유리전이온도에 영향을 미치는 요소
▷ 분자량, 고분자의 구조, 가소제 (plasticizer), 결정화도 (crystallinity), 압력

고분자의 중합 (polymerization)의 분류
▷ 고분자의 중합 방법의 종류
▷ 부가중합 (additional polymerization)
▷ Step polymerization
▷ Chain polymerization

고분자의 열열화와 광열화 메커니즘

고분자 재료의 고장원인 분석

사고원인의 형태

고분자 재료의 열화 진행 단계별 분석 방법

Failure analysis procedure

고분자 재료의 분석방법과 Tip

용융흐름속도 (MFR : Melt mass flow rate)

DSC (differential scanning calorimeter)에 의한 유리전이온도와 발열량

TMA (thermal mechanical analyzer) 측정

TGA (thermogravimetric analyzer)를 이용한 분자량의 상대적 측정

DSC 로 OIT (oxidative induction time) 를 측정하여 열화 정량화

FTIR ATR Method : 고분자 소재의 표면분석

ESR (electron spin resonance) : scrap (혹은 sprue) 사용 유무 확인

고분자 재료의 선정의 process 와 points

고분자 재료의 선정의 process 와 points 재료 선정시 주의 사항

TMA (thermal mechanical analyzer) 측정

재료 선정의 process

고분자의 열화에 의해 발현되는 형상

열화 (degradation) 와 노화 (aging)

고분자 재료의 열화 패턴

고분자 재료의 고장 현상

고분자 재료의 열화 및 발생 현상
▷ 열 열화/산화 열화, 광 열화, 오존 열화, 용제에 의한 열화, 첨가물의 표면석출, Bleed out/Blooming, 가수분해에 의한 열화, 피로열화, 금속촉매에 의한 열화, 미생물에 의한 열화

고분자의 열화 요인

플라스틱 성형 재료의 보조재료인 첨가제나 배합제의 역할

고분자의 맹점

고분자 재료의 특징

고분자 재료의 용도

고분자의 열 열화 및 열 산화 메커니즘

유리전이온도와 고분자의 온도 의존성

최고사용온도

열변형온도 (HDT; heat deflection temperature) : ASTM D-648

Vicat softening temperature (10 N/ 50N) : ASTM D-1525

유리전이온도 (glass transition temperature : Tg)
▷ 기계적 특성 변화
▷ 유리전이온도와 접착력

용융 온도 (melting temperature : Tm)

열에 의한 고장분석 사례

PVC gasket 변색 고장분석 사례

LLDPE tube 파손 고장분석 사례

Inductor 절연재료 (enamel or vanish)의 내열 특성

열팽창계수차에 의한 고장

7-segment LED 고장분석 사례

TV BLU LED 고장분석 사례

성형 후의 열에 의한 변형

결정화도에 의한 고장분석 사례
▷ TMA에 의한 잔류 stress 측정
▷ DSC에 의한 잔류경화반응열 측정

PP 수지의 성형 후 수축에 의한 crack 사례

광열화 현상

광에 의한 고분자 열화

광산화 열화 메커니즘

고분자 재료의 변색 과정

고분자 재료의 열화와 안정제의 역할

고분자의 내후성 시험

시험규격 현황

인공촉진시험의 종류

광산화 열화 고장분석 사례

황변 (yellowing)
▷ thermal yellowing, photochemical yellowing, storage yellowing (ABS 수지, HIPS 수지, PP 수지)

페놀계 산화방지제의 열화

Bleed out & Blooming mechanisms

Packing cover (LDPE & HDPE) 비닐자국 mechanism

고분자 소재의 제조공정에 따른 첨가제 종류

Bleeding 고장분석 사례

고분자의 가수분해 메커니즘

수분에 의한 물리 화학적 열화

염소 물과 온수에 대한 기계적 특성 영향

Ester 결합이 있는 수지의 가수분해 (hydrolysis)

PC 의 가수분해 고장 메커니즘

PBT 의 가수분해 고장 메커니즘

PET 의 가수분해 고장 메커니즘

PA 의 건조 취화 메커니즘

수돗물에 의한 chemical attack의 특징

POM 의 수돗물에 의한 열화 고장 메커니즘

EPDM 고무의 수돗물에 의한 열화 고장 분석 사례

고분자의 금속 접촉 분해 (Copper induced damage) 현상

금속에 의한 고분자 산화 메커니즘

Hydroperoxide의 접촉분해, 고분자와 직접반응, 산소의 활성화, 금속화합물의 분해

금속 접촉 분해 평가시험

금속에 의한 산화 고장 분석 사례

POM Gear

첨가제의 열화

고분자의 용제균열 (solvent cracking) 혹은 환경응력균열 (ESC; environmental stress cracking)

Stress cracking과 용제균열의 파면 특징

환경응력균열에 영향을 주는 주요인자

응력파괴제의 작용 메커니즘 학설

용제균열 발생 메커니즘

용해도 지수 (solubility parameter, SP)의 영향

용재균열의 3대 요소

용제균열의 파면 특징 (Fractography) (by SEM & EDS)

용제균열의 평가방법 : ¼ 타원굴곡파괴시험법, Bent-strip 시험법 (ISO-4599)

용제균열 고장분석 사례

ABS 수지, HIPS 수지

LDPE 수지

PC 수지, PMMA 수지

PA의 금속이온에 의한 환경응력균열

고분자의 Weld line 파손

Weld line에서의 응력집중에 의한 균열

Weld line에 의한 파손불량 분석 방법 (by DSC)

Weld line 파손 사례

플라스틱의 냄새 분석사례

FTIR 분석 : 산화열화 peak 검출

TGA 분석 : 열분해개시온도 확인

ESR 분석 : Scrap의 상대 함량 비교

DSC 분석 : 산화개시온도 측정으로 산화열화정도 확인

고분자의 파손

고분자의 파괴 특징

유기재료와 금속의 파면해석의 차이와 보강 수단

고분자의 파면분석 (Fractography) (by SEM & EDS)

POM 수지

PBT glass 섬유재료

플라스틱 및 고무의 파괴 메커니즘

Stress-Strain 선도 : ASTM D-638

고분자의 취성파괴와 연성파괴

Notch 선단의 응력집중

소성구속 (3축 응력)과 취성파괴

PC 성형품의 착색제 분산불량에 의한 취성파괴 사례

POM 성형품의 취성 파괴 및 연성 파괴 사례

ABS 수지의 취성 파괴 및 연성 파괴 사례

Craze & Crack

고분자의 chain breaking 에 의한 crack 생성 mechanism

고분자의 Creep

Creep & Stress relaxation 거동 특성

Creep 시험규격 현황

Creep 고장분석 사례
▷ POM Gear 성형품

Creep 가속수명시험
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) 적용을 위한 가속 Creep 시험 절차
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) Principle : Viscoelastic master curve
▷ Time-Temperature Superposition (TTS) 적용을 위한 가속 Creep 시험 (WLF 이동인자 적용)

고분자의 피로 파괴

고분자의 Fatigue 파면 특징 (striation pattern)

고분자의 피로파괴 및 대책 사례

피로파괴 고장분석 사례 (POM 성형품, PMMA 성형품)

Nichrome Wire Test : UL 2158, UL 746E

난연성의 정의

UL 시험방법 List : UL94 5VA ~ UL94 V-0 ~ UL94 HB

UL94 5V test (125 ㎜ Vertical Burning Test)

UL94 V test (Vertical Burning Test)

UL94 HB test (Horizontal Burning Test)

Glow wire test (GWIT) : KS C IEC 60695-2-13

Needle flame test : KS C IEC 60695-11-5

Ball pressure test : KS C IEC 60695-10-2

내열성과 내연소성

연소의 4요소와 소화의 원리 (냉각소화, 질식소화, 유화소화 및 희석소화의 작용 효과)

플라스틱의 연소 메커니즘

고분자의 화재 메커니즘

화재시 연소생성 가스의 위험성

연소 가스 중 일산화탄소 (CO)와 시안화수소 (HCN)의 주요 특징과 인체에 미치는 영향

Flame retardants

LOI (Limiting Oxygen Index)의 개념 : KS M ISO 4589-2.3 / 가연성시험 ASTM D2863-77)

탄화율 (char yield)

Tracking 고장메커니즘

전기 stress와 고장 메커니즘

PCB의 절연 열화 현상

절연에 관한 최소 연면거리 및 공간거리 : IEC 60335-1 Edition 6:2020-09, KC 60664-1

PCB의 연면/공간 절연거리 : IEC 60335-1 Edition 6:2020-09, IPC-2221

PCB의 안전 설계

PCB의 공간거리/연면거리 측정 사례

내 Tracking 성의 계측과 시험법

전해액 적하법 : IEC 60112

고분자 절연재료의 CTI (comparative tracking index : 비교트래킹지수) 와 PTI (proof tracking index : 보증트래킹지수) 측정 방법과 지표 : IEC 60112:2020, UL 746E:2023

내트래킹 지표 : 유리탄소의 생성

Tracking 의 정의 : KC 60112:2015

Tracking 발생 요인

절연재료에 대한 tracking 열화의 개념

Mechanism in the occurrence of tracking

부품의 tracking 사례

Relay : IEC 61810-2:2015

PCB 기판
▷ PCB 기판의 tracking 발생 대책

연면방전에 의한 tracking 사례

전원 Plug의 Tracking 시험법

금원 현상 (Graphitization)

Tracking과 금원현상의 차이점

Electrical tree

Treeing 열화와 corona 열화

Tree 발생 원인의 추정 mechanism

국부 고전계에 의한 진성 파괴설 (intrinsic breakdown)

미소 void 방전에 의한 파괴설

Maxwell 응력 (electromechanical breakdown) 에 기인하는 파괴설

Electrical tree 발생 요인

Partial discharge에 의한 electrical tree 현상

Tree 형상

수지상, bush 상, 둥근 해초상, 부채상

고무 탄성체의 역사

원료 고무 분류의 명명법

고무 탄성체의 특징

고무 제조 공정

고무 배합 순서

보관시 주의점

실용 고무 배합의 일례

혼련시 주의점

분산시 주의점

성형 가황 공정

금형 취출, 이형제

혼련/분산의 영향

가황의 영향

가황 고무 성형품 불량 종류

측정 계측기

Mooney viscosity 측정

Mooney scorch 측정 : MDR (moving die rheometer)

Filler dispersion analyzer

고무의 고장분석

외관 검사

물성 측정

고무 및 플라스틱의 분석 평가법

고무의 조성분석 : TGA

DSC에 의한 산화개시온도

DSC에 의한 가황 상태 분석

고무의 열화의 원인

고무의 열 열화

가황고무의 경우의 연화열화와 경화열화

열과 산소의 영향

고무의 광 열화

고무의 오존 열화

고무의 오일 열화

고무의 피로 열화

가황고무의 특징과 결점

BR, SBR, IIR, NR, Silicone (VMQ)

EPDM 고장분석 사례

NBR O-ring 고장분석 사례 ; 고무의 압축영구변형률 시험방법

OA 기기용 고무 전송지 Roller의 Slip 고장원인 분석