폴리부틸렌

폴리부틸렌 구조식 이미지

폴리부틸렌(polybutene, PB)은 무색~엷은 노란색의 점조성 액체인 올리고머이다. 폴리부텐, 폴리뷰텐, 폴리뷰틸렌이라고도 한다. 폴리에틸렌처럼 고분자 중합체에 해당되는 가소제이며 맛이 없고 냄새가 없거나 또는 약간의 특이한 냄새가 있다. 식품 첨가물의 하나로 껌 기초제로 쓴다.

폴리부틸렌은 DL케미칼이 한국 국내 유일의 제조사이며 글로벌 시장 점유율 1위(23%)를 하고 있다.

개요

폴리부틸렌은 이소부틸렌을 주체로 하는 저온, 양이온 촉매중합 반응에 의한 다양한 분자량의 액상 폴리머다.

폴리에틸렌처럼 고분자량 중합체에 해당되는 가소제이며 맛이 없고 냄새가 없거나 또는 약간의 특이한 냄새가 있는 껌용 첨가물이다.

천천히 가열하면 송진을 태우는 것 같은 냄새가 난다. 벤젠, 클로로폼, 가솔린, 석유에테르에 용해되고 물, 알코올, 아세톤에 용해되지 않는다. 열이나 일광에 안정하며 폴리아이소뷰틸렌보다 낮은 점도를 갖는 합성수지이다. 내수성, 내습성, 가스불투과성이 우수하며, 아세트산비닐수지와 섞으면 내수성을 높여 타액 혼입에 의한 연화를 막게 된다. 단독 또는 폴리아이소뷰틸렌과 함께 사용하며 높은 점도가 요구되는 때에는 폴리아이소뷰틸렌이 사용된다.

폴리아이소뷰틸렌의 동량 혼합물을 15분간 씹어도 폴리뷰텐은 타액 중에 바뀌지 않으며, 마우스 경구 치사량은 54g/㎏ 이상이라 여겨진다. 폴리뷰텐 및 이를 함유한 제제는 껌 기초제 외의 용도에 사용해서는 안 된다.

폴리부틸렌의 화학구조

PB수지는 1-부틴(1-Butene)을 합성하여 만든 고분자 중합체이며 높은 결정화도를 가진 폴리올레핀 계열의 중합체이다.

수지특성의 이해를 위해 폴리올레핀 계열 화합물의 구조식을 도표화함.

폴리부틸렌의 기본성질

성질		단위	시험방법	물성치
물리적 성질	밀도	g/㎤	ASTM D1505	0.937
	경도	D scale	ASTM D2240	D60
	흡수율	㎎/㎠	JIS K7209	0.01이하
기계적 성질	항복강도	㎏f/㎠	ASTM D638	170
	인장강도	㎏f/㎠	ASTM D638	340
	인장신축률	%	–	250
	탄성률	㎏f/㎠	ASTM D638	2,700
	푸아송비	–	–	0.38
	충격강도	㎏f/㎠	JIS K7110	45
열적 성질	선팽창율	℃-¹	D696	1.3×10-4
	비열	cal/g℃	–	0.5
	열전도율	kcal/m·hr·℃	C177	0.33
	용융점	℃	DTA	124~126
	취화온도	℃	JIS K7216	-18℃
전기적 성질	체적저항률	Ω,cm	ASTM D257	1017이상
	내전압	kV/mm	ASTM D149	38

특성

온도에 따른 점도 변화

일반적인 특성

• 색상 : 무색, APHA color 50 이하로 자외선 노출시에도 매우 안정적인 특성을 나타내며 동일 APHA Color의 광유 보다 변색에 안정적이다.
• 점착성 : 자체 점착력을 가지며, 분자량 및 점도가 증가할수록 점착력이 증가한다.
• 순도 & 독성 : 첨가제를 사용하지 않아 염소 및 황 함량이 극히 낮은 고순도 제품이며 독성이 없다.
• 안정성 : 열이나 자외선에 우수한 안정성을 나타낸다.
• 산화 안정성 : 대기 상태의 빛과 열에서도 산화안정성이 우수하다.
• 윤활성 : 높은 점도지수 및 고온에서 탄소 잔사물질이 없기 때문에 윤활유 등에 혼합하여 사용할 수 있다.

점도

100℃에서 Cannon-Fendky 모세관 점도계로 측정시 10~5,000Cst로 점도가 다양하며 분자량이 증가하면 점도가 증가한다.

- 온도에 따른 점도 변화는 ASTM D341에 의한 아래 관계식으로 예측이 가능하다.

log log(ν+0.7)=A-BlogT ν: kinematic viscosity / A,B : Coefficient / Temperature, K

주요 응용

• 연료 및 윤활유 첨가제 – 연료 분산제, 윤활유 분산제
• 접착제
• 코크 및 실란트
• 껌베이스
• 랩필름
• 윤활제 – 2행정 엔진 오일, 롤링 와이어 드로잉을 위한 윤활제, 컴프레서 오일 및 점도 지수 개선제(VII)
• 전기절연
• 메이크업 제품에 주로 사용되며 점도 증가제아 결합제로 사용된다.
• 기타 – 아스팔트 개질제, 수지 가소제, 고무 개질제 및 분산제

참고자료

• 〈폴리뷰텐〉, 《식품과학사전》
• 〈폴리뷰텐〉, 《두산백과》
• 〈PB(폴리부틸렌)의 특성〉, 《(주)애강그린텍》
• 〈폴리부텐〉, 《DL케미칼》
• 〈폴리부틸렌〉, ChemicalBook
• 〈폴리부텐 소개〉, 《새한실리켐》
• 경제러브, 〈<석유화학> '폴리부텐 (Polybutene)' 은 무엇인가?! (feat. DL Chemical)〉, 《티스토리》, 2024-02-23

같이 보기

• 뷰텐
• 중합체
• 폴리에틸렌
• 벤젠

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