Basic Technical Information
불소수지(Fluoropolymer, Fluoro resin) 란?
Fluoropolymer는 1937년에 PCTFE가 발견된 이 후 Fluoropolymer로 대표되는 PTFE가 1938년 발견되었고, 그 이후로 1959년과 1972년에 각각 FEP와 PFA가 상용화 되는 과정 등을 거쳐왔습니다. 그리고 이들 외에도 PVDF, ETFE 등 수많은 Fouoropolymer들이 개발되어 그 각각의 기능적 장점(논스틱성, 전기적 안정성, 내열, 내화학성 등)을 활용하여 정보통신, 우주통신, 광통신, 자동차, 건축, 반도체, 전기전자 분야 등 많은 산업분야에서 활발하고 꾸준하게 사용되고 있습니다.
Fluoropolymer가 위와 같은 특별한 기능적 장점을 갖는 이유는 F원자의 높은 전기음성도(Electronegativity)와 작은 원자 반경으로 인한 C-F Bond의 강한 결합력과 저분극성(low polarization property) 등의 차별화된 분자구조에서 기인하는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 고분자에 포함되어있는 H(Hydrogen)원자가 F(Fluorine)원자로 치환되는 경우 기존의 C-H 계열의 고분자와는 다른 매우 독특한 특성을 가지게 됩니다.
아래표는 주요 Fluoropolymer들에 대한 주요 물성 수치입니다. (이 표에 표기된 수치들은 일반적으로 알려진 값들로써 측정 방법에 따라 달라질 수 있음)
주요 Fluoropolymer 물성 비교
Basic Technical Information
불소수지(Fluoropolymer, Fluoro resin) 란?
Fluoropolymer는 1937년에 PCTFE가 발견된 이 후 Fluoropolymer로 대표되는 PTFE가 1938년 발견되었고, 그 이후로 1959년과 1972년에 각각 FEP와 PFA가 상용화 되는 과정 등을 거쳐왔습니다. 그리고 이들 외에도 PVDF, ETFE 등 수많은 Fouoropolymer들이 개발되어 그 각각의 기능적 장점(논스틱성, 전기적 안정성, 내열, 내화학성 등)을 활용하여 정보통신, 우주통신, 광통신, 자동차, 건축, 반도체, 전기전자 분야 등 많은 산업분야에서 활발하고 꾸준하게 사용되고 있습니다.
Fluoropolymer가 위와 같은 특별한 기능적 장점을 갖는 이유는 F원자의 높은 전기음성도(Electronegativity)와 작은 원자 반경으로 인한 C-F Bond의 강한 결합력과 저분극성(low polarization property) 등의 차별화된 분자구조에서 기인하는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 고분자에 포함되어있는 H(Hydrogen)원자가 F(Fluorine)원자로 치환되는 경우 기존의 C-H 계열의 고분자와는 다른 매우 독특한 특성을 가지게 됩니다.
아래표는 주요 Fluoropolymer들에 대한 주요 물성 수치입니다. (이 표에 표기된 수치들은 일반적으로 알려진 값들로써 측정 방법에 따라 달라질 수 있음)
주요 Fluoropolymer 물성 비교
| PROPERTY | Unit | PTFE | FEP | PFA | ETFE | PVDF | ECTFE | PCTFE |
| 융점 Melting point | °C | 327 | 275 | 310 | 270 | 156~178 | 220~245 | 220 |
| 최고 연속사용 온도 Maximum continuous operating temperature | °C | 260 | 200 | 260 | 175 | 150 | 165~180 | 177~200 |
| 인장강도 Tensile strength | kgf/cm2 | 140~350 | 190~220 | 280~300 | 460 | 250~510 | 420 | 315~420 |
| 신율 Elongation rate | % | 200~400 | 250~330 | 300 | 100~400 | 12~430 | 200~300 | 80~250 |
| 굴곡탄성율 Flexural Modulus | 10³kfg/cm2 | 5.6 | 5.6~6.7 | 8.4 | 14 | 20.4~25.3 | 6.7~7.0 | 12.7~18.3 |
| 유전율 Dielectric constant (~1MHz) | - | <2.1 | 2.1 | <2.1 | 2.6 | 8.4 | 2.6 | 2.24~2.8 |
Fluoropolymer는 이러한 특별한 특성들 때문에 엔지니어링 플라스틱(Engineering plastic, 일명, ENPLA)이라 불리우기도 합니다. 일반적으로 사용 온도 100℃를 기준으로 그보다 낮으면 범용 플라스틱, 그보다 높으면 엔지니어링 플라스틱으로 구분하는데 그 중에서도 150℃ 이상의 조건에서 사용할 수 있는 소재를 특수 엔지니어링 플라스틱 또는 수퍼 엔지니어링 플라스틱으로 따로 나누기도 하며, 여기에는 불소수지(Fouoropolymer) 이외에도 PEEK 수지(Polyetheretherketon), Polysulfone(PSU), polyarylate(PAR), Polyetherimide(PEI), Polyether sulfone(PES), Polyphenylsulphone(PPS), Polyimide(PI) 등이 속합니다. 한편, UHMW-PE(초고분자 폴리에틸렌, Ultra High Molecular Weigh Polyethylene)도 내마모성과 낮은 마찰계수, 전기적 절연특성과 우수한 유전 특성을 가지고 있다고 알려져 있기는 하지만 사용 가능한 온도 범위가 -34 ~ 107℃ 정도라서 PTFE와는 비교할 만한 내열 성능을 내지 못합니다.
Fluoropolymer 주요 특장점 및 응용분야 예
| 내후성/UV내구성 weather resistance/UV Resistant(응용분야: 건축용 차광 막재 등) |
| 저마찰/비점착성 Low Friction/Nonstick Smooth Surface(응용분야: Dry bearing and sheet, Lubricant 등) |
| 높은 유전 강도 및 낮은 전기적 손실 High Dielectric Strength & Low Electrical Loss(응용분야: 정보통신 장비(Information and communication equipment) 및 항공 전자장비(Avionics), Radar antenna, ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 시스템 등) |
| 내화학성과 넓은 온도범위의 저항성 Chemical & Temperature Resistant(응용분야: 반도체 공정라인, Toxic chemical system, 내열 양면 테이프 및 내열성의 기타 다양한 테이프 종류 등) |
| 난연성 Flame-retardant(응용분야: 건축 내외장재, 절연피복재 등) |
| 저굴절율 Low refractive index(응용분야: Polymer optical fiber 등) |
PTFE 란?
PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 Fluoropolymer중에서도 가장 우수한 물성을 가지고 있기 때문에 Fluoropolymer의 대표적인 물질로 불리고 있습니다. 260℃까지의 환경에서도 사용이 가능하며, -65℃의 온도에서도 물리적 특성을 잃지 않으며, 다양한 화학적 환경에 영향을 받지 않으며, 광범위한 주파수대에 걸쳐 높은 절연성, 낮은 손실률 및 높은 표면 저항을 가지고 있습니다. 특히 저유전손실(Low Df) 특성이 매우 우수하기 때문에 통신 시스템의 CCL로 적용하면 신호가 회로를 따라 가면서 신호 손실 및 발열을 줄일 수 있으므로, 신호의 보존이 더 잘 이루어 지며, 길이가 더 긴 회로의 구현이 가능하고, 조금 더 얇은 제품의 사용이 가능하며, 시스템 설계가 용이하고, 부품간 공간 활용도가 매우 좋아지게 됩니다.
Fluoropolymer는 이러한 특별한 특성들 때문에 엔지니어링 플라스틱(Engineering plastic, 일명, ENPLA)이라 불리우기도 합니다. 일반적으로 사용 온도 100℃를 기준으로 그보다 낮으면 범용 플라스틱, 그보다 높으면 엔지니어링 플라스틱으로 구분하는데 그 중에서도 150℃ 이상의 조건에서 사용할 수 있는 소재를 특수 엔지니어링 플라스틱 또는 수퍼 엔지니어링 플라스틱으로 따로 나누기도 하며, 여기에는 불소수지(Fouoropolymer) 이외에도 PEEK 수지(Polyetheretherketon), Polysulfone(PSU), polyarylate(PAR), Polyetherimide(PEI), Polyether sulfone(PES), Polyphenylsulphone(PPS), Polyimide(PI) 등이 속합니다. 한편, UHMW-PE(초고분자 폴리에틸렌, Ultra High Molecular Weigh Polyethylene)도 내마모성과 낮은 마찰계수, 전기적 절연특성과 우수한 유전 특성을 가지고 있다고 알려져 있기는 하지만 사용 가능한 온도 범위가 -34 ~ 107℃ 정도라서 PTFE와는 비교할 만한 내열 성능을 내지 못합니다.
Fluoropolymer 주요 특장점 및
응용분야 예
| 내후성/UV내구성 weather resistance/UV Resistant(응용분야: 건축용 차광 막재 등) |
| 저마찰/비점착성 Low Friction/Nonstick Smooth Surface(응용분야: Dry bearing and sheet, Lubricant 등) |
| 높은 유전 강도 및 낮은 전기적 손실 High Dielectric Strength & Low Electrical Loss(응용분야: 정보통신 장비(Information and communication equipment) 및 항공 전자장비(Avionics), Radar antenna, ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 시스템 등) |
| 내화학성과 넓은 온도범위의 저항성 Chemical & Temperature Resistant(응용분야: 반도체 공정라인, Toxic chemical system, 내열 양면 테이프 및 내열성의 기타 다양한 테이프 종류 등) |
| 난연성 Flame-retardant(응용분야: 건축 내외장재, 절연피복재 등) |
| 저굴절율 Low refractive index(응용분야: Polymer optical fiber 등) |
PTFE 란?
PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 Fluoropolymer중에서도 가장 우수한 물성을 가지고 있기 때문에 Fluoropolymer의 대표적인 물질로 불리고 있습니다. 260℃까지의 환경에서도 사용이 가능하며, -65℃의 온도에서도 물리적 특성을 잃지 않으며, 다양한 화학적 환경에 영향을 받지 않으며, 광범위한 주파수대에 걸쳐 높은 절연성, 낮은 손실률 및 높은 표면 저항을 가지고 있습니다. 특히 저유전손실(Low Df) 특성이 매우 우수하기 때문에 통신 시스템의 CCL로 적용하면 신호가 회로를 따라 가면서 신호 손실 및 발열을 줄일 수 있으므로, 신호의 보존이 더 잘 이루어 지며, 길이가 더 긴 회로의 구현이 가능하고, 조금 더 얇은 제품의 사용이 가능하며, 시스템 설계가 용이하고, 부품간 공간 활용도가 매우 좋아지게 됩니다.
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대표이사 : 남종철
본사 주소 : 경기도 성남시 분당구 황새울로 351번길 10
Tel : +82-31-704-1858Fax : +82-31-704-1857
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