HDPE란 무엇인가? 물리적 특성과 사용용도

HDPE

 

HDPE(High-Density Polyethylene)는 뛰어난 물리적, 화학적 특성으로 유명한 폴리에틸렌 열가소성 수지의 일종입니다. 포장, 건설, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 응용되고 있는 다용도 고분자입니다. HDPE는 강도, 내구성 및 환경적 이점으로 유명하여 소비자 및 산업 분야 모두에게 인기 있는 선택입니다. 

 

 

한국에서 가장 많이 볼 수 있는 HDPE 제품은 무엇일까요? 아마도 페트병이나 쓰레기통이 아닐까 생각됩니다. 무독성으로 친환경 제품으로 가격이 제법 높은 축에 속하지만 산업현장 생활에 무수히 많은 제품들이 사용되고 있습니다.

 

HDPE의 주요 특성

 

화학성

HDPE는 다양한 화학 물질, 산, 염기 및 용제에 대해 높은 내성을 가지고 있습니다. 이 특성은 화학 탱크 및 파이프와 같은 부식성 물질의 운송 또는 저장과 관련된 응용 분야에 탁월한 선택입니다. 하지만 이 분야는 대부분 조금 더 저렴한 PVC(UPVC,CPVC)가 대체 가능하기 때문에 그 쪽에서 많이 사용한다고 합니다.

내구성

HDPE는 내구성이 뛰어나고 충격, 마모, 마모에 강한 것으로 알려져 있습니다. 가혹한 환경 조건에도 견딜 수 있어 장기간 야외에서 사용하기에 적합합니다. 하지만 자외선에 장시간 노출시 변형이 있을 수 있으며 파이프 길이에 따라서 하중을 계산하여 설계하여야 합니다.

HDPE는 강도 대 밀도 비율이 높아 구조적 무결성과 하중 지지 능력을 제공합니다. 파이프 및 건설 재료와 같이 강도와 인성이 중요한 용도로 자주 사용됩니다.

가성비 

HDPE는 경량 소재로 취급, 운반 및 설치가 용이합니다. 이 특성은 경량화가 필수적인 포장과 같은 용도에 특히 유용합니다. 내열화 및 부식성으로 인해 사용 수명이 길며, 이 내구성으로 인해 시간이 지남에 따라 유지보수 및 교체 비용이 절감됩니다. 다른 재료에 비해 비용 효율적입니다. 내구성, 긴 수명 및 낮은 유지보수 요구사항은 전반적인 비용 절감에 기여합니다.

유연성

HDPE는 가열 시 쉽게 성형 및 성형이 가능하여 다양한 제조 가능성이 있습니다. 이러한 유연성은 병 및 용기에서 파이프 및 지오메트릭에 이르기까지 다양한 제품 생산에 유용합니다.

 

낮은 수분 흡수율

HDPE는 낮은 수분 흡수 특성을 가지고 있어 수분 흡수를 방지하고 습기가 많은 환경에서 열화되지 않고 사용하기에 적합합니다. 특히나 에어블로워 배관이나 송풍쪽에서 많이 사용하고 있습니다.

환경적 이점

HDPE는 재활용 가능한 재료이며, 재활용된 HDPE는 다양한 제품을 제조하는 데 사용될 수 있습니다. HDPE를 재활용하면 처녀 플라스틱에 대한 수요가 감소하고 환경 지속 가능성 노력에 기여합니다.

식품 안전

HDPE는 식품 포장 및 용기에 사용하기 위해 FDA와 같은 규제 기관의 승인을 받았습니다. 유해한 화학 물질을 식품에 유출시키지 않기 때문에 식품 접촉에 안전한 것으로 간주됩니다.

HDPE 주요 사용처

-플랜트 배관

-장기 사용하는 플라스틱(화분, 쓰레기통 등)

-고성능 필름

-전자레인지 사용가능한 플라스틱 용기 등

 

 

HDPE 제조 과정

• HDPE는 일반적으로 탄화수소 가스인 에틸렌의 중합을 통해 생산됩니다
  
  1. 에틸렌 중합: 에틸렌 가스는 촉매를 사용하여 중합되며, 이는 긴 사슬 폴리머 분자의 형성을 개시합니다.
  2. 고압중합 : 일반적으로 고압중합 공정을 사용하여 생산되며, 이 방법은 결정 구조를 갖는 고밀도 중합체를 생성합니다.
  3. 용융 압출: 그런 다음 폴리머가 용융되어 시트, 파이프 또는 용기와 같은 원하는 모양으로 압출됩니다.
  4. 냉각 및 응고: 압출된 재료는 빠르게 냉각되고 응고되어 형태를 유지합니다.