PE의 파손 원인

 

 

PE(폴리에틸렌, Polyethylene)의 **경화현상(Hardening Phenomenon)**은 폴리에틸렌이 시간이 지나면서 단단해지거나 물성이 변하는 현상을 의미합니다. 이는 여러 가지 원인에 의해 발생할 수 있습니다.

 

🔹 파손의 주요원인

인위적인 물리적 손상을 제외한 대부분의 파손원인은 외부사용 환경에 의한 경화로 표면이 거칠고 약해진 재료에

계절별 온도변화로 인한 수축, 팽창을 반복하면서 터지는 경우가 많다.

 

 

🔹 PE 경화의 주요 원인

1. 산화(Oxidation)
   • PE가 공기 중 산소(O₂) 와 반응하여 과산화물 또는 카보닐 그룹을 형성하면서 분자구조가 변화함.
   • 주로 고온에서 발생하며, 자외선(UV) 노출이 가속화 요인이 될 수 있음.
2. 가교반응(Cross-Linking)
   • PE 분자 간에 화학적으로 결합이 형성되면서 유연성이 감소하고 단단해짐.
   • 고온 환경(예: 용접, 성형 공정)이나 방사선 조사(γ선, 전자빔) 에 의해 가교가 촉진될 수 있음.
   • 가교 PE(XLPE, Cross-linked PE)는 내열성과 내화학성이 증가하지만, 가공이 어려워짐.
3. 용매 또는 화학물질과의 반응
   • 오일, 연료, 유기용제 등에 장기간 노출되면 PE의 가소성(plasticity) 이 감소하여 경화될 수 있음.
   • 일부 화학물질(예: 강산, 강염기)이 PE를 서서히 분해하면서 물성을 변화시킬 수 있음.
4. 물리적 노화(Physical Aging)
   • PE의 결정화도(crystallinity) 가 증가하면서 유연성이 감소하고 점차 단단해지는 현상.
   • 장기간 사용 시 PE 내부의 분자 배열이 재정렬되면서 더 조밀한 구조를 형성하여 단단해질 수 있음.
5. 온도 변화(Temperature Effects)
   • 저온 환경에서는 PE가 취성(brittleness) 이 증가하며 상대적으로 단단하게 느껴질 수 있음.
   • 장시간 높은 온도에 노출되면 경화 또는 열화(degradation)가 촉진될 수 있음.

 

🔹 PE 경화 방지 방법

✔️ 안정제(Stabilizers) 첨가 → 산화 방지제(Antioxidants), UV 안정제(UV stabilizers) 사용
✔️ 보관 환경 개선 → 고온, 자외선, 강산·강염기 물질 피하기
✔️ 가교 반응 억제 → 적절한 공정 조건 유지, 필요 시 비가교 PE 사용
✔️ 적절한 재료 선택 → 내열성, 내화학성이 필요한 경우 HDPE, XLPE 등 적합한 등급의 PE 선택