자동차 산업은 엔지니어링 열가소성 수지 성능 개선을 모색합니다

이번 전시회에서 많은 기업들이 신제품을 선보였습니다. 예를 들어, JM Polymers는 재활용되고 사출 성형 가능한 단탄소 섬유 강화 폴리아미드 6/6의 FiberX2 라인에 3가지 등급을 더 추가했습니다. 출처 | 케이티 오콘스키/SPE

미국 코네티컷주 베델에 소재한 SPE(Society of Plastics Engineers)는 5월 7일 미국 미시간주 트로이에서 제14회 AutoEPCON(Automotive Engineering Plastics Conference)을 개최했다. 1일 이벤트는 SPE의 디트로이트 지역 TPO Automotive Engineered Polyolefins Conference(Auto TPO)와 Automotive Composites Conference &Exhibition(ACCE) 간의 성능 격차를 해소합니다.

AutoEPCON의 2019년 기술 프로그램은 3개의 병렬 세션에서 4개의 기조 연설과 27개의 기술 회담으로 구성되었습니다. 오전과 오후 휴식 시간에는 325명의 참석자가 21개의 전시품을 방문하고 네트워크를 형성한 후 저녁 리셉션에 참석했습니다.

흥미롭게도 올해 컨퍼런스의 지속적인 주제는 폴리아미드(PA) 수지와 탄소 섬유 강화 열가소성 수지(CFRTP)였습니다.

PA 6/6 부족

폴리아미드는 부분적으로 PA 6과 함께 자동차 산업에서 널리 사용되는 PA 6/6의 글로벌 부족으로 인해 주요 초점이었습니다. 공급 병목 현상이 해소될 때까지 OEM 및 공급업체는 성능을 희생하지 않는 대체 폴리머 또는 재활용 PA 6/6과 같은 다른 옵션을 찾기 위해 고군분투하고 있습니다. 따라서 많은 출품자가 디스플레이에서 PA 6/6 대안을 선전하고 많은 연사들이 버진 및 재활용 옵션을 설명하는 것을 보는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 사실, “나일론과 폴리카보네이트:어떻게 우리가 여기에 있고 앞으로 어떻게 될 것인가”라는 기조 연설에서 글로벌 디렉터 엔지니어링 폴리머인 IHS Markit(미국 텍사스주 휴스턴)인 Brendan Dooley는 상황.

Dooley는 “이 부문은 그 이상의 도전 과제를 안고 있습니다. “첫째, 2015년 중국의 새로운 아디포니트릴 공장 화재로 인해 PA 6/6을 생산하는 데 필요한 전 세계 단량체 공급량의 18%가 소실되었습니다. 그 공장은 재건되지 않았습니다. 게다가, 지나치게 더운 날씨, 지나치게 추운 날씨, 허리케인, 유틸리티 고장, 화재 및 노동 활동으로 인한 차질로 인해 공급품이 영향을 받았습니다. 그리고 올해 말, 프랑스의 아디포니트릴 공장은 유지 보수 및 업그레이드를 위해 폐쇄될 것입니다. 결국 확장은 글로벌 아디포니트릴 생산 능력을 증가시킬 것이지만 단기적으로는 공급을 더욱 타이트하게 만들 것입니다.” Dooley는 PA 6/6 공급이 2020년부터 완화되기 시작할 것으로 예상하고 2022년까지 PA 6과 동일한 가격으로 돌아가야 한다고 말합니다.

탄소 섬유 업그레이드

탄소 섬유는 또 다른 큰 주제였지만 다른 이유에서였습니다. 작년에 두 명의 연사만이 CFRTP를 언급했고 소수의 출품업체만이 CFRTP를 언급했습니다. 그러나 올해에는 General Motors Co.(미국 미시간주 디트로이트)의 적층 설계 및 제조 이사인 Kevin Quinn의 "엔지니어링 플라스틱 및 적층 제조"에 대한 기조 연설과 최소 6개의 다른 세션에서 논의되었습니다. . 또한 여러 회사에서 전시회에서 새로운 탄소 섬유 강화 PA(CF/PA) 소재를 선보였습니다.

Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.는 제14회 SPE AutoEPCON에서 KyronMax ES 4240(위 그래프의 금색 막대)이라는 새로운 40wt-% CF/PPA 화합물을 소개했습니다. 출처 | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

그 중에는 작년에 짧은 CF/PA 6/6의 재활용 사출 성형 등급의 FiberX2 라인을 출시한 JM Polymers(미국 일리노이주 시카고)가 있습니다. 섬유는 항공우주용 프리프레그에서 재생되고 수지는 스포츠 용품에서 재생됩니다. 초기 제안은 20 및 40wt-%로 강화된 2가지 등급이었지만 올해 회사는 3가지 새로운 등급으로 돌아왔습니다. 2개는 10 및 30wt% 섬유를 특징으로 하는 반면, 3개는 재활용 탄소와 버진 유리 섬유의 하이브리드를 특징으로 합니다.

여기에 표시된 것은 짧은 CF(왼쪽 막대 쌍) 및 긴 CF(중간 쌍)와 Mitsubishi의 새로운 KyronMax 2330(오른쪽 쌍)이 있는 표준 PA 6/6을 사용하여 8주 동안의 수분 포화도 테스트 전후의 굴곡 계수 값입니다. 출처 | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

또한 새로운 CF/PA 등급을 도입한 것은 Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.(MCAM)라고 하는 Mitsubishi Chemical Holdings Group(MCHC)의 새로 형성된 운영 단위였습니다. 이 사업은 MCHC가 인수한 이전 두 회사인 Quadrant AG(스위스 렌츠버그) - 유리 매트 열가소성 복합 재료 및 열가소성 형태를 생산 - 및 Piper Plastics Inc.(미국 애리조나 주 챈들러) - 사출 성형기에서 다음을 생산하는 복합기를 결합합니다. KyronMax라는 사출 성형 가능한 짧은 탄소(6mm/24K 견인) 열가소성 수지. 사용 가능한 매트릭스는 PA 6/6 및 폴리프탈아미드(PPA)에서 고온 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 및 폴리아릴에테르케톤(PAEK)에 이르기까지 다양합니다. 보고된 바에 따르면 독특한 사이징 화학, 프레스 수정 및 우수한 가공이 결합되어 이러한 화합물이 단유리 및 단유리/광물 열가소성 수지와 장섬유 열가소성 수지(LFT)뿐만 아니라 금속을 대체하는 데 도움이 되었습니다.

여기에 표시된 것은 짧은 CF(왼쪽 막대 쌍) 및 긴 CF(중간 쌍)와 Mitsubishi의 새로운 KyronMax 2330(오른쪽 쌍)이 있는 표준 PA 6/6을 사용하여 8주 동안의 수분 포화도 테스트 전후의 인장 강도 값입니다. 출처 | Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc.

"더 나은 흐름과 섬유 상호 작용 덕분에 KyronMax로 성형된 부품은 내부 응력과 섬유 방향이 낮을 뿐만 아니라 싱크와 뒤틀림이 적고 웰드 라인이 더 강하고 두껍거나 얇은 섹션에서 치수가 더 정확합니다."라고 Alex가 설명합니다. 열가소성 탄소 복합 재료의 MCAM 주요 계정 관리자인 Wojtysiak. "이러한 기술을 결합하여 60,000psi[414MPa] 인장 강도 장벽을 깨는 세계 최초의 짧은 탄소, 사출 성형 가능한 구조 화합물을 도입하는 데 도움이 되었습니다." AutoEPCON에서 소개된 KyronMax ES 4240이라는 새로운 등급은 40중량% 단탄소 PPA입니다.

MCAM은 또한 CF/PA 6/6의 기계적 성능을 제공하는 2300 S 시리즈 라인을 선보였습니다. 매트릭스는 폴리아미드로 설명되지만 PA 6/6도 PPA도 아닙니다.

자동차 언더후드 애플리케이션을 위해 특별히 개발된 MCAM이 이번 전시회에서 선보인 세 번째 제품은 유리 전이 온도와 연속 사용 온도 값이 모두 PEEK만큼 높은 고온 CF/PPA 등급입니다.

Wojtysiak은 Piper가 자체적으로 자동차 산업을 목표로 삼을 리소스가 부족했지만 팀이 Mitsubishi의 일원이 된 지금은 특히 이 부문에 대한 등급을 공식화하고 인력을 배치하고 있다고 말합니다.

AutoEPCON은 2020년 4월 20일 미국 미시간주 트로이의 디트로이트 메리어트 트로이에서 개최됩니다.