열가소성 첨가제 개요

열가소성 플라스틱은 가열하면 녹고 냉각되면 고형화되며 재료의 물리적 무결성을 손상시키지 않고 경화 후에 다시 녹을 수 있는 융점이 낮은 플라스틱 중합체입니다. 열가소성 플라스틱은 강하면서도 유연하고 수축과 충격에 강하며 후가공이 필요 없어 사용이 간편합니다. 일반적인 응용 프로그램에는 프로토타입 및 쓰레기 봉투, 조리기구, 어린이 장난감, 자동차 부품과 같은 광범위한 소비자 제품이 포함됩니다.

열가소성 플라스틱은 자연적으로 많은 유리한 화학적 및 기계적 특성을 가지고 있지만 엔지니어는 이러한 특성을 한 단계 더 발전시키거나 플라스틱에 더 큰 강도 또는 생체 적합성과 같은 새로운 특성을 부여하기를 원합니다. 여기에 첨가제와 충전제가 필요합니다. 가장 일반적인 열가소성 첨가제 및 충전제에 대해 알아야 할 모든 것과 엔지니어를 위한 주요 고려 사항이 있습니다.

충전제와 첨가제는 어떻게 작용합니까?

스포츠 장비에서 자동차의 합성 범퍼, 피하 주사기에 이르기까지 오늘날 시장에 나와 있는 거의 모든 플라스틱 제품은 기본 폴리머와 첨가제의 조합입니다. 첨가제가 없으면 가장 진보된 플라스틱 폴리머라도 제 성능을 발휘하지 못할 것입니다. 첨가제가 제공하는 추가적인 화학적 및 물리적 특성은 플라스틱을 더 깨끗하고 안전하며 더 강하게 만듭니다. 제조업체는 비용 증가 없이 부품의 수명 주기를 연장하기 위해 첨가제를 사용할 수도 있습니다.

추가 속성을 제공하는 것 외에도 필러는 수지 소비를 줄여 원료 비용을 줄입니다.

일반적인 열가소성 첨가제 및 충전제

엔지니어가 달성하고자 하는 거의 모든 화학적 또는 기계적 특성에 대한 첨가제 또는 충전제가 있습니다. 다음은 오늘날 시장에 나와 있는 가장 일반적인 4가지 첨가제 및 충전제입니다.

유리 섬유

유리 섬유는 사출 성형에 사용되는 가장 일반적인 유형의 열가소성 첨가제입니다. 유리 섬유는 첨가되는 플라스틱의 강도와 강성을 크게 향상시키지만 섬유는 또한 플라스틱을 더 부서지기 쉽게 만듭니다. 따라서 유리 섬유는 부품이 높은 충격 응력이나 변형을 견딜 필요가 없는 응용 분야에만 권장됩니다.

그러나 열가소성 수지에 유리 섬유를 추가하면 다양한 방식으로 성형 및 설계 프로세스에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 유리 섬유는 기본 수지의 수축률을 제한할 수 있으며, 이는 비선형 수축 패턴을 생성하고 뒤틀림의 위험을 증가시킵니다. 수지가 고르지 않게 수축되면 구멍, 흐름 및 모양의 예상치 못한 변화, 벽 두께의 변화가 발생할 수 있습니다. 엔지니어는 유리 섬유를 고려할 때 이러한 위험을 염두에 두어야 합니다.

세라믹 필러

세라믹 필러를 열가소성 수지에 추가하여 부품의 내열성을 높일 수 있습니다. 세라믹 필러는 둘 다 부품에 강도를 부여한다는 점에서 유리 섬유와 유사하지만 불행히도 동일한 한계를 공유합니다. 세라믹 필러가 있는 부품은 부서지기 쉬우며 충격에 의해 부서지거나 갈라지기 쉽습니다.

섬유 방향과 모양은 세라믹 필러와 유리 섬유를 사용할 때 중요한 역할을 합니다. 섬유, 플레이크, 분말 및 구슬은 모두 치수가 다르므로 부품의 특정 속성에 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어, 비드는 균일하고 쌓을 수 있으며 열가소성 수지의 열 변형을 증가시킵니다. 또한 비드는 필러로 인한 내부 스트레스 요인의 영향을 최소화합니다. 불행히도, 구슬은 재료의 강도를 그다지 증가시키지 않습니다. 엔지니어가 필요에 가장 적합한 첨가제 또는 충전재를 선택하면 해당 충전재 또는 첨가제의 모양도 고려해야 합니다.

증점제

엔지니어는 종종 수지 기반 액체 폴리머에 증점제를 추가하여 점성을 높입니다. 대부분의 농축 첨가제는 염 형성 또는 친수성 폴리머 그룹에서 유래합니다. 왜냐하면 낮은 전단율에서 플라스틱의 움직임을 늦추는 3차원 결합을 형성하기 때문입니다. 증점제는 접착제, 실런트, 코팅 및 일부 개인 위생 용품에서 찾을 수 있습니다.

항산화

폴리머가 산소와 반응하면 재료의 강도와 신도를 잃을 수 있습니다. 또한 산화로 인해 부품 표면 마감에 변색 및 균열이 발생할 수 있습니다. 산화를 방지하고 과도한 열, 오존 및 방사선이 있는 상태에서 분해를 늦추기 위해 열가소성 수지에 산화 방지제가 첨가됩니다. 산화 방지제는 또한 자유 라디칼 및 UV 광선으로부터 부품을 보호하므로 부품이 잠재적으로 유해한 기상 조건과 접촉하게 되는 응용 분야에 이상적입니다.

열가소성 첨가제 시작하기

열가소성 첨가제 및 충전제는 모든 플라스틱 부품 제조업체의 레퍼토리에서 필수적인 부분이며, 다용도성으로 인해 광범위한 사용 사례에 이상적입니다. 그러나 유리 섬유, 세라믹 충전제, 항산화제, 증점제는 시작에 불과합니다. 이 개요에서는 항균제, 충격 보강제, 가소제, 광 안정제 등과 같은 다른 범주의 첨가제는 다루지 않습니다. 엔지니어와 제품 팀은 상업적으로 이용 가능한 광범위한 옵션 중에서 선택해야 하는 첨가제 또는 충전재를 결정하기 위해 프로젝트에 대한 명확한 요구 사항 세트로 재료 선택 프로세스를 시작해야 합니다.

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