PVC, UPVC, CPVC, PP, PE, PB, PVDF 플라스틱 파이프의 성능 및 차이점 #파이프 압출 라인 #압출기

PVC
PVC폴리염화비닐(PVC)은 경도와 특성에 따라 일반적으로 7단계(SG1~SG7)로 분류되며, 밀도는 약 1.4g/cm³입니다. SG4 미만은 일반적으로 연질 제품으로 성형 시 많은 양의 가소제가 필요하며, 주로 인조 가죽, 전선 및 케이블 절연재, 밀봉재 등에 사용됩니다. SG5 이상은 경질 제품으로 배수관, 전기관, 우편 및 통신관 등의 파이프 및 부속품, 각종 판재, 시트 및 프로파일 등에 주로 사용됩니다. PVC는 성형 시 수축률이 0.6~1.5%이며 기계적 특성이 우수합니다. PVC는 0.6~1.5%의 낮은 수축률, 우수한 기계적 특성, 탁월한 전기적 특성, 자기소화성, 강산 및 강알칼리성, 우수한 화학적 안정성, 그리고 저렴한 가격 등의 장점을 가지고 있습니다. 그러나 최고 사용 온도가 약 80°C로 낮다는 점이 PVC의 발전을 저해하는 요인입니다.

CPVC
이 수지는 폴리염화비닐(PVC) 수지를 염소화 개질하여 생산되는 새로운 유형의 엔지니어링 플라스틱입니다. 제품은 흰색 또는 연한 노란색의 무미, 무취, 무독성 과립 또는 분말 형태입니다. PVC 수지를 염소화하면 분자 결합의 불규칙성과 극성이 증가하여 수지의 용해도와 화학적 안정성이 향상되고, 결과적으로 내열성 및 산, 알칼리, 염, 산화제에 대한 내식성이 개선됩니다. 열변형 온도와 같은 기계적 특성이 향상되고, 염소 함량은 56.7%에서 63~69%로 증가하며, 비카트 연화 온도는 72~82°C에서 90~125°C로 상승합니다. 최대 사용 온도는 110°C에 달하며, 장기 사용 온도는 95°C입니다. 이 중 CORZAN CPVC는 성능 지표가 더욱 우수합니다. 따라서 CPVC는 광범위한 응용 전망을 가진 새로운 유형의 엔지니어링 플라스틱입니다.

UPVC
UPVC 파이프는 PVC 수지로 만들어지는데, 이 수지는 정확한 온도 감지, 균일한 용융, 첨가제 유효 성분의 빠른 흡수 등 우수한 특성을 지니고 있습니다. 특히 수지 분자 사슬 간의 인력이 약해지면 이러한 특성이 더욱 두드러집니다. 또한, 세계적으로 유명한 칼슘-아연 화합물 열 안정제를 사용하여 고온 용융 과정에서 발생하는 염화수소의 중화 반응을 포집, 억제 및 흡수하고, 폴리엔 구조와 이중 결합 첨가 반응을 통해 분자 내 활성 및 불안정한 염소 원자를 치환합니다. 이러한 이중 결합 첨가 반응은 용융 상태에서 수지의 촉매 분해 및 산화 분해를 효과적이고 과학적으로 제어합니다.

PP
PPPP는 반결정성 소재입니다. 폴리프로필렌(PE)보다 강성이 높고 융점도 높습니다. 단일중합체인 PP는 0°C 이상에서 매우 취성이 강하기 때문에, 시판되는 많은 PP 소재는 에틸렌 함량이 1~4% 또는 그 이상인 불규칙 공중합체(핀쿠션 공중합체)입니다. PP의 강도는 에틸렌 함량이 증가함에 따라 증가하며, 비카트 연화 온도는 150°C입니다. 높은 결정성으로 인해 표면 강성과 내스크래치성이 우수하며, 환경 응력 균열에 강합니다. PP는 일반적으로 유리 섬유, 금속 첨가제 또는 열가소성 고무를 첨가하여 개질됩니다. PP의 용융유량비(MFR)는 1에서 40까지 다양합니다. MFR이 낮은 PP 소재는 충격 저항성은 좋지만 연성은 떨어집니다. 동일한 MFR에서 공중합체 유형은 단일중합체 유형보다 강도가 높습니다. 결정화로 인해 PP의 수축률은 상당히 높으며, 일반적으로 1.8~2.5%입니다. 또한 수축의 방향 균일성은 PE-HD와 같은 소재보다 훨씬 우수합니다. 30%의 유리 첨가제를 넣으면 수축률을 0.7%까지 줄일 수 있습니다. PP 소재는 단일중합체와 공중합체 모두 수분 흡수, 산 및 알칼리 부식, 용해성에 대한 저항성이 뛰어납니다. 그러나 방향족 탄화수소(예: 벤젠) 용제, 염소화 탄화수소(사염화탄소) 용제 등에는 내성이 없습니다. 또한 PP는 PE처럼 고온에서 산화에 대한 저항성을 유지하지 못합니다.
PP는 용융 상태에서 응축될 때 부피 변화가 크고 분자 배향이 높아 수축률이 큰(1.0~1.5%) 결정성 고분자입니다. 따라서 성형 과정에서 제품의 성형 품질을 향상시키기 위해서는 사출 압력과 전단 속도를 높여야 합니다.

PE
폴리에틸렌은 구조적으로 가장 단순한 유기 고분자 화합물이며 오늘날 세계에서 가장 널리 사용되는 고분자 소재입니다. 에틸렌의 중합으로 만들어지며 밀도에 따라 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 나뉩니다. 저밀도 폴리에틸렌은 부드럽고 고압 중합으로 얻어지며, 고밀도 폴리에틸렌은 강성, 경도 및 기계적 강도가 우수하고 저압 중합으로 얻어집니다. 고밀도 폴리에틸렌은 용기, 파이프, 레이더 및 텔레비전에 사용되는 고주파 전기 절연 재료에 사용됩니다. 저밀도(고압) 폴리에틸렌은 대량으로 사용되는 경우가 많습니다. 폴리에틸렌은 왁스 같은 질감을 가지고 있으며 표면이 매끄럽습니다. 염색하지 않은 경우 저밀도 폴리에틸렌은 투명하고 고밀도 폴리에틸렌은 불투명합니다. 폴리에틸렌은 에틸렌(CH2=CH2)의 첨가 및 중합으로 연결된 반복적인 -CH2- 단위로 구성된 고분자 사슬입니다. 폴리에틸렌의 특성은 중합 방식에 따라 달라집니다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 유기 화합물 촉매 존재 하에 적당한 압력(15~30기압)에서 지글러-나타 중합 반응을 통해 생산됩니다. 이러한 조건에서 중합된 폴리에틸렌 분자는 선형 구조를 가지며, 분자량이 수십만 이상인 긴 분자 사슬을 갖습니다. 반면, 고압(100~300MPa), 고온(190~210℃) 및 과산화물 촉매 존재 하에서 자유 라디칼 중합 반응을 통해 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이 생성되는데, 이는 가지형 구조를 갖습니다.
폴리에틸렌은 물에 녹지 않으며, 톨루엔이나 아세트산과 같은 화학 용매에 대해서도 수분 흡수율이 매우 낮아 70°C 이상의 온도에서만 약간 용해됩니다. 그러나 입자 형태의 폴리에틸렌은 15°C에서 40°C 사이의 온도에서 녹거나 굳어질 수 있습니다. 온도가 올라가면 녹으면서 열을 흡수하고, 온도가 내려가면 굳으면서 열을 방출합니다. 또한 폴리에틸렌은 수분 흡수율이 매우 낮고 습기에 강하며 단열성이 뛰어나 건축 자재로도 매우 적합합니다.

PB
폴리부틸렌은 1970년대 초에 개발 및 적용되었으며, 그 소재 특성으로 인해 프로파일 생산에 높은 기술 및 장비 요구 사항이 따르고 고정 자산에 대한 대규모 투자가 필요합니다.

PVDF
외관은 반투명 또는 흰색 분말이나 입자이며, 분자 사슬이 촘촘하게 배열되어 있으면서도 강한 수소 결합을 가지고 있다. 산소 지수는 46%이고, 불연성이다. 결정성은 65%~78%, 밀도는 1.17~1.79g/cm³, 융점은 172℃, 열변형 온도는 112~145℃, 장기 사용 온도는 -40~150℃이다.
PVDF 수지는 주로 불화비닐리덴 단일중합체 또는 불화비닐리덴과 소량의 다른 불소 비닐 단량체 공중합체를 지칭합니다. PVDF 수지는 불소 수지와 일반 수지의 특성을 모두 가지고 있으며, 우수한 내화학성, 내열성, 내산화성, 내후성, 내방사선성 외에도 압전성, 유전성, 열전성 등의 특수성을 지닙니다. 현재 불소 함유 플라스틱 생산에서 가장 높은 순위를 차지하는 PVDF는 주로 석유화학, 전기전자, 불소 코팅 분야에 응용됩니다. 우수한 화학적 안정성과 전기 절연성으로 인해 TOCS 및 난연성 요구 사항을 충족하는 장비 생산에 적합하며, 반도체 산업에서 고순도 화학 물질의 저장 및 운송에 널리 사용됩니다. 최근에는 다공성 멤브레인, 겔, 격막 등을 제조하는 데 PVDF 수지가 사용되고 있으며, 리튬 이차 전지에도 적용되고 있어 PVDF는 현재 가장 빠르게 성장하는 시장 수요 중 하나입니다. PVDF는 가장 중요한 불소수지 코팅 소재 중 하나이며, 이를 원료로 하는 불소수지 코팅은 6세대까지 개발되었습니다. PVDF 수지는 탁월한 내후성을 지니고 있어 장기간 옥외에서 유지 보수 없이 사용할 수 있으며, 발전소, 공항, 고속도로, 고층 건물 등에 널리 사용됩니다. 또한, PVDF 수지는 다른 수지와 혼합하여 복합 재료를 만들 수도 있는데, 예를 들어 PVDF와 ABS 수지를 혼합하면 복합 재료가 만들어져 건설, 자동차 외장, 가전제품 케이스 등에 폭넓게 활용되고 있습니다.
PVC는 폴리염화비닐 소재의 약자로, 폴리염화비닐 수지를 주원료로 하여 적절한 양의 노화방지제, 개량제 등을 첨가하고 혼합, 캘린더링, 진공 블리스터링 등의 공정을 거쳐 만들어지는 플라스틱 장식재입니다.

PVC 소재는 가볍고, 단열성, 보온성, 방습성, 난연성이 뛰어나며 시공이 용이합니다. 규격, 색상 및 패턴도 다양하게 제공됩니다.
플라스틱 소재 중에서 가장 널리 사용되는 장식 재료 중 하나입니다.

PVC 패스너의 주요 장점은 다음과 같습니다.
1. 우수한 광질, 단열성, 보온성, 방습성, 난연성, 내산성 및 내알칼리성, 내식성.
2. 안정성, 우수한 유전성, 내구성, 노화 방지, 융착 및 접합 용이성.
3. 뛰어난 굽힘 강도와 충격 인성, 파괴 시 높은 신장률.
4. 반죽, 혼합, 시트 성형, 절단, 압출 또는 다이캐스팅 공정을 통해 쉽게 가공 및 성형할 수 있으며 다양한 형상 사양의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
5. 매끄러운 표면, 밝은 색상, 장식성, 다양한 장식적 활용성.
6. 시공 과정이 간단하고 설치가 편리합니다.

PE 파이프는 폴리에틸렌 소재로 만들어졌으며, 매립 설치에 적합합니다. 노출 설치 자재는 노화가 쉽게 진행됩니다.

PP-R 파이프는 가벼운 무게, 우수한 강도, 내식성, 스케일 발생 방지, 긴 수명 등의 장점을 가지고 있으며, 다음과 같은 주요 특징을 지닙니다.
(1) 무독성, 위생적, 친환경 건축자재 PP-R 원료는 폴리올레핀이며, 분자는 탄소, 수소 원소로 구성되어 있으며 무독성이고 건강 성능이 우수합니다.
(2) 내열성, 보온성, 에너지 절약 제품, PP-R 파이프 Vicat 연화 온도 131.3℃, 최고 사용 온도 95℃, 장기(50년) 사용 온도 70℃까지. 제품의 열전도율은 0.24W/m℃로 강관 열전도율의 1/200에 불과하므로 온수관 단열에 탁월한 에너지 절약 효과를 제공합니다.
(3) 설치가 간편하고 신뢰할 수 있으며 열융착 동종 연결을 사용하여 몇 초 만에 연결 작업을 완료할 수 있고 고품질 금속 삽입 피팅을 사용하여 금속 파이프와 수도 기기 연결이 안전하고 신뢰할 수 있습니다.

PP-R 온수 및 냉수관의 적용 분야
건물 내 온수 및 냉수 시스템(중앙 난방 시스템 포함)
건물 난방 시스템(바닥 난방, 벽 패널 난방 및 복사 난방 시스템 포함)
식수로 바로 사용할 수 있는 순수한 물을 공급하는 시스템;
중앙 집중식 에어컨 시스템;
농업용, 정원용 관개 시스템;
빗물 네트워크;
수영장 네트워크;
태양광 설비용 배관망;

PPR은 일반적으로 작은 파이프 직경에 사용되며, 개방형 및 매립형 설치 모두에 사용할 수 있습니다.
PB 파이프는 폴리부틸렌 고분자 소재로, 유럽과 미국 등 선진국에서 널리 사용되고 있으며, 온수 공급 배관에 선호되는 소재였던 구리를 대체했습니다.

PEX 파이프의 주 원료는 HDPE이며, 개시제, 가교제, 촉매 및 기타 첨가제가 포함됩니다. 특별한 요구 사항에 따라 다른 개량제를 추가할 수도 있습니다.
PEX 파이프는 세계에서 가장 앞선 원스텝(MONSOIL 방식) 기술을 사용하여 제조됩니다. 일반 폴리에틸렌 원료에 실란 접합 물질을 첨가하여 고분자 사슬 사이에 화학적 공유 결합을 형성함으로써 기존의 반데르발스 힘을 대체하고, 3차원 가교 네트워크 구조의 가교 폴리에틸렌을 형성합니다. 가교율은 60%~89%에 달하여 우수한 물리적, 화학적 특성을 지닙니다.

ABS는 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 기반의 삼원공중합체로, 높은 충격 인성, 우수한 기계적 강도, 내열성, 내유성 등을 가지고 있습니다.
가정용 전기 배선에는 PVC 파이프가 사용되며, 표준 방화 PVC 파이프를 사용해야 합니다. 하수도 재설치에도 PVC 파이프가 사용되는 경우가 있으며, 상수도관 개보수에는 일반적으로 PPR 파이프가 사용됩니다. PPR 파이프는 상수도에 더 적합합니다.
본질적인 차이점은 원료가 다르다는 것입니다. PPR은 무작위 공중합체 폴리프로필렌이고, PVC는 폴리염화비닐입니다. PVC는 배수용으로 사용할 수 있지만, PPR은 주로 물용으로 사용됩니다(배수용으로 사용하면 비용이 너무 많이 듭니다). 사실 PVC는 독성이 강하지 않으며, 의료용 수액 튜브나 많은 플라스틱 포장재에 사용됩니다. 건설용으로는 첨가제만 넣어서 사용합니다. 또한 PPR은 열융착이 가능하지만 PVC는 그렇지 않습니다.
PPR은 공중합체 폴리프로필렌 소재로 생산되고, PVC는 폴리염화비닐 소재로 생산됩니다. PPR은 생산 비용이 높지만, 위생 등급이 PVC보다 우수하고 75℃ 이하의 온수에도 견딜 수 있다는 장점이 있습니다. 단점은 변형이 쉽게 일어난다는 것입니다. PVC는 생산 비용이 저렴하여 농업용 관개에 널리 사용되지만, 찬물에만 사용할 수 있다는 단점이 있습니다.

PE 파이프
온도 저항
PE 재질의 급수관은 저온 취성 온도가 매우 낮아 -40℃에서 60℃ 범위에서 사용할 수 있으며, 겨울철 설치 및 시공 시 배관에 취성 균열이 발생하지 않습니다.
내식성
폴리에틸렌은 불활성 물질로 다양한 화학 매체의 침식에 강하며, 부식 방지 처리가 필요 없으므로 토양의 화학 물질이 파이프라인을 손상시키거나 부식, 녹, 변질시키는 현상을 일으키지 않습니다.
유연성
PE(폴리에틸렌) 수도관은 파단 시 신장률이 800%를 초과하여 국부적인 진동이 전체 배관의 진동으로 이어지지 않고 진동에 대한 저항력이 뛰어납니다. 폴리에틸렌의 나선형 특성 덕분에 수도관을 말아서 설치할 수 있어 연결 부속품의 필요성을 줄이고 시공 시 장애물을 우회할 수 있어 시공 난이도를 낮출 수 있습니다.
내압
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 결정성이 높아 강도와 경도가 증가합니다. 단단하게 접합되어 내부 압력을 견딜 수 있으며, 상수도관이나 보일러 압력관에 널리 사용됩니다.
위생
위생적이고 무독성인 이 파이프는 박테리아가 번식하지 않아 수질의 2차 오염을 유발하지 않으므로 파이프라인으로 인한 수질 오염 문제를 완벽하게 해결합니다.
순환능력
PE 재질의 급수관은 내벽이 매끄럽고 마찰 계수가 작으며 유체 저항이 작고 압력 손실이 적으며 스케일이 발생하지 않아 배관의 압력 손실과 물 수송 에너지 소비를 줄여 경제적인 이점이 뚜렷합니다.
파이프 안전
PE 수도관은 열융착 및 전기융착으로 연결되며, 접합면의 강도가 파이프 자체의 강도보다 높아 내부 압력으로 발생하는 원주 방향 및 축 방향 힘에 효과적으로 저항할 수 있습니다. 밀봉 성능이 매우 뛰어나 접합면 변형으로 인한 누수 걱정이 없습니다.