아크릴을 열로 성형 했을 때 강도가 약해지나요?
아크리를 가열해서 구부리려고 하는데 구부러진 곳이 두께가 일정하다는 가정하에 성형전과 강도가 동일한지 궁금합니다. 만약에 필요한 특정 조건이 있다면 (예를들면 85도 에서 가공하는 등) 알려주세요.
안녕하세요. 과학전문가입니다.
아크릴 물질 자체는 어떤 화학구조를 사용하냐에 따라서 열가소성이 되기도 열경화성이 되기도 하여 정확한 것을 말씀드리기 어렵습니다만, 여기서 중요한 점은 아닙니다.
아크릴의 유리전이온도 (Tg)가 존재하는가가 가장 중요한 점이지요.
아크릴의 열분해온도 (Td) 이하 유리전이온도 (Tg)이상에서 열 변형이 가능합니다. 다만, 열 변형시 급격한 구부림을 주게되면 아크릴이 움직일 수 있는 속도보다 빠르게 되어 균열이 발생할 가능성이 높습니다. Void에 의한 백화 현상등이 대표적이지요. 이러하면 강도는 반드시 떨어집니다.
두번째로 구부리게되면 바깥쪽은 장력(tensile force)가 안쪽은 인력(compression force)가 작용하게 됩니다. 이 두가지 힘의 정도가 물질이 버틸수 있는 이상으로 가해질 경우 마찬가지로 균열(crack)발생가능성이 높아지게 됩니다. 균열이 보이지 않더라도 이상태로 Tg 이하로 내려 고정시키게되면 계속하여 힘이 구부러진 곳에 가해져있는 상태가 되게 됩니다. 100이라는 힘을 줬을때 부러진다고 했을때, 이미 2~30의 힘이 계속 가해져 있다면 7~80만 줘도 부러지게 되겠지요?
또한, 기계를 이용하고 계산을 하여 간격을 정말 정밀하게 조절하여 구부리지 않는 한 구부리기 전의 두께와 동일하게 맞추는 것은 매우 어려운 일입니다.
아크릴은 열로 가열하여 성형을 하는 과정에서 강도가 약해질 수 있습니다. 이는 열에 의해 분자간 결합이 약화되기 때문입니다. 또한, 성형 과정에서 원하는 형태를 만들기 위해 아크릴의 두께가 일정하지 않게 되면 강도에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서, 아크릴을 성형할 때는 적정한 온도와 성형 조건을 지켜주어야 합니다. 일반적으로 아크릴을 가열하여 성형하는 경우 70도에서 100도 정도의 온도에서 가공하는 것이 일반적이며, 이 온도에서 성형한 아크릴은 일반적인 강도를 유지할 수 있습니다.