수지 선택의 중요성

복합 재료의 핵심 구성 요소는 섬유와 수지입니다. 일반적으로 유리 또는 탄소 섬유로 만들어진 섬유는 강도와 강성을 제공하지만 단독으로 사용할 경우 이러한 특성을 적용할 수 있는 모양이나 형태로 만들 수 없습니다. 그러나 섬유에 수지를 함침시킨 후 경화하면 다양한 용도에 맞게 강도, 강성 및 경량을 설계하는 동시에 복합 재료에 더 많은 이점을 추가할 수 있습니다.

수지 선택과 관련하여 적용 요구 사항을 충족하기 위해 수지 첨가제를 통합하는 옵션뿐만 아니라 많은 선택이 가능합니다. 따라서 수지 간의 차이점과 선택이 합성물의 특성에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 아는 것이 매우 중요합니다.

기존 속성 보완

모든 복합 재료는 강도, 강성, 가벼움 및 열악한 환경에 대한 내성과 같은 공통의 유익한 특성을 공유합니다. 이러한 각 기능은 이를 보완하는 레진을 사용하여 더욱 두드러지게 만들 수 있습니다. 가장 적합한 수지를 선택하려면 먼저 주요 특징이 무엇인지 결정해야 합니다.

무게를 줄이는 복합 솔루션을 만드는 비용 효율적인 방법은 상대적으로 우수한 기계적, 전기적 및 화학적 특성을 가진 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하는 것입니다. 운송, 구조 및 건설 프로파일과 같은 일상적인 응용 분야에 적용할 수 있습니다.

그러나 응용 분야에 더 높은 정도의 강성 또는 강도가 필요한 경우 에폭시 수지가 바람직합니다. 에폭시 수지와 섬유 사이의 결합이 강하므로 섬유 사이에 더 높은 전단 하중이 전달되어 합성물에 더 나은 강도 값을 제공할 수 있습니다. 에폭시 수지가 허용하는 더 많은 양의 섬유와 결합하여 우수한 강도와 고강성을 가진 합성물을 만들 수 있으며 필요한 경우 고온 응용 분야에 맞게 추가로 수정할 수 있습니다.

또는 복합 재료가 강성과 함께 열악한 환경에 대한 내성이 필요한 경우 비닐 에스테르 수지가 더 나은 선택일 수 있습니다. 비닐 에스테르의 분자 구조는 내화학성을 용이하게 하기 때문에 합성물이 해양 환경 또는 산 또는 알칼리가 존재하는 산업 응용 분야를 대상으로 하는 경우 비닐 에스테르를 사용하면 합성물의 성능이 향상됩니다.

나사를 사용하여 조립해야 하는 복합재 프로파일을 생산할 때 복합재는 균열과 파손을 방지하기 위해 견고해야 합니다. 이는 구조적 설계를 통해 달성할 수 있지만 적절한 수지를 선택하면 구조가 단순화되고 비용이 절감되어 복합재를 더 넓은 범위의 응용 분야에 적합하게 만들 수 있습니다. 예를 들어 폴리우레탄은 불포화 폴리에스터에 비해 매우 단단하여 이러한 용도에 이상적입니다.

새 속성 추가

합성물의 가장 가치 있는 기능을 보완하는 수지를 선택하면 합성물의 성능과 수명이 향상됩니다. 그러나 시간을 들여 적합한 수지를 선택함으로써 얻을 수 있는 이점은 기존 특성을 개선하는 것만이 아닙니다.

수지는 합성 솔루션에 완전히 새로운 속성을 추가할 수도 있습니다. 수지 첨가제를 수지에 통합하여 표면 마감의 단순한 개선 또는 색상 추가에서 UV 내성 또는 항균 및 항바이러스 특성과 같은 보다 복잡한 개선에 이르기까지 다양한 이점을 얻을 수 있습니다.

예를 들어, 수지는 햇빛에 두면 자연적으로 분해되기 때문에 UV 복사에 저항하는 자외선 흡수제를 추가하면 합성물이 일반적으로 재료의 취화 및 분해를 유발하는 빛 집약적인 환경에서 더 나은 성능을 얻을 수 있습니다.

유사하게, 항균 첨가제를 수지에 혼합하여 박테리아 또는 곰팡이 오염을 방지할 수 있습니다. 이는 기계, 대중 교통 및 의료 기기와 같이 인간이 처리하는 모든 복합 솔루션에 유용합니다.

추가적인 영향

경우에 따라 수지 첨가제를 포함하면 복합재의 특성이 변경될 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 예를 들어 어떤 경우에는 효율적으로 작동하기 위해 많은 양의 난연성 첨가제가 필요하므로 복합 재료의 섬유 수를 줄여 강도와 강성을 줄여야 합니다.

수지 선택은 복합 솔루션을 만드는 데 있어 중요한 부분이며 간과해서는 안 됩니다. 복합재의 가장 중요한 기능을 설정하고 이 기능을 수행하는 복합재의 능력을 향상시키기 위해 수지를 설계하면 섬유와 수지가 조화롭게 작용하는 복합 솔루션을 만들 수 있습니다.

저자 소개

사미 피리넨

Sami Pirinen(재료 화학 박사)은 2017년부터 Exel Composites의 화학자이자 기술 지원 담당자였습니다. 그는 복합 제품에 대한 고객의 요구를 충족하는 수지 솔루션을 개발하기 위해 Exel의 R&D 팀의 일원으로 일하고 있습니다. 그는 또한 새로운 응용 분야에 도달하기 위해 복합 재료의 가능성을 더욱 확장하기 위해 새로운 수지 재료를 연구하고 있습니다.