산업기술
산업 제조
제조업체는 내열성이 높기 때문에 고성능 응용 분야에 니켈 및 스테인리스강과 같은 금속을 사용하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 니켈 기반 합금은 고온, 주기적 열 노출 및 높은 수준의 탄소가 있는 환경에서 강도를 유지합니다. 금속은 플라스틱보다 내열성이 더 높은 경향이 있지만 엔지니어가 대신 고성능 애플리케이션에 내열성 플라스틱을 사용하면 이점이 있는 경우가 많습니다.
내열성 플라스틱은 열경화성 수지와 열가소성 수지의 두 가지 범주로 나뉩니다. 열경화성 플라스틱은 열에 노출되면 경화되고 경화 후에는 변형되지 않는 플라스틱입니다. 고성능 열가소성 플라스틱은 가열하면 녹고 냉각되면 고체가 되고 냉각 후에 다시 녹을 수 있는 플라스틱입니다. 열가소성 수지의 구조적 무결성은 유리 전이 온도(Tg) 및 각 재료 고유의 융점과 같은 요인에 의해 영향을 받습니다. 150°C 이상 및 단기적으로 250°C 이상에서 구조적 기능을 유지하는 고성능 열가소성 수지를 선택할 수 있습니다.
내열성 외에도 이러한 재료는 내화학성, 내식성 및 우수한 전기 및 열 절연체입니다. 일반적인 고성능 애플리케이션에는 자동차 산업의 피스톤 부품, 항공우주 산업의 케이블 도관, 반도체 산업의 해저 커넥터 등이 있습니다. 극도로 높은 온도와 접촉하게 되는 부품을 설계할 때 제품 팀은 이러한 상위 5개 내열성 플라스틱으로 제조하는 것을 고려해야 합니다.
열가소성 플라스틱은 분자 구조에서 내열성을 얻습니다. 수지에 지방족 그룹 대신 단단한 방향족 고리가 추가되면 분자 사슬의 골격이 제한되고 강화되어 사슬을 끊기 위해 두 개의 화학적 연결이 끊어져야 합니다. 이 새로운 구조를 통해 열가소성 수지의 내화학성 및 내열성은 열경화성 수지와 같거나 그 이상일 수 있습니다.
열을 견딜 수 있는 플라스틱 5가지를 소개합니다.
폴리에테르이미드(PEI)의 브랜드 이름인 ULTEM®은 오늘날 시장에서 상업적으로 이용 가능한 몇 안 되는 비정질 열가소성 수지 중 하나입니다. 강하고 내화학성 및 내화성이 있으며 35년 이상 제조 산업의 필수품이었습니다. ULTEM은 고성능 열가소성 수지 중 가장 높은 절연 강도를 가지고 있기 때문에 두드러집니다.
이 재료는 융점이 219°C이고 최대 연속 사용 온도가 170°C이므로 회로 기판, 식품 살균 장비 및 특히 항공기 부품에 이상적입니다. ULTEM은 상업용 항공우주 산업에서 사용되는 몇 안 되는 수지 중 하나입니다. 이는 내크리프성에서 다른 열가소성 수지를 능가하고 다양한 연료와 냉각수가 존재하는 환경에서도 잘 견딥니다. 그러나 극성 염소화 용매가 있으면 균열이 생기는 경향이 있습니다. 이 물질은 화재 차단기 및 비행기 좌석 덮개에서 찾을 수 있습니다.
ULTEM은 이 목록에 있는 다른 많은 플라스틱과 마찬가지로 상당히 비쌉니다. 또한 PEEK보다 충격강도 및 사용온도가 낮습니다.
폴리에테르 에테르 케톤의 약자인 PEEK는 화학 물질, 마모, 피로, 크리프 및 열에 강한 반결정질 고성능 엔지니어링 열가소성 수지입니다. 이 재료는 매우 강하고 열악한 환경에 적응할 수 있어 제조업체는 온도와 상관없이 많은 응용 분야에서 금속 대체 재료로 이 재료를 사용합니다. PEEK는 단기간 동안 310°C의 높은 온도를 견딜 수 있으며 융점이 371°C 이상입니다. 또한 모든 고성능 폴리머 중 인장 및 굴곡 강도가 가장 높습니다.
PEEK는 금속과 같은 내구성으로 인해 다양한 의료 기기, 자동차 변속기의 능동 부품 및 항공기 외장 부품에 널리 사용됩니다. 사출 성형 또는 압출을 통해 가공이 용이하다는 추가 장점이 있으며 솔리드 PEEK는 CNC 가공과 호환됩니다.
이 인기 있는 열가소성 수지에는 자외선 및 특정 산에 대한 민감성을 포함하여 몇 가지 작은 단점이 있습니다. 그러나 PEEK는 여전히 모든 엔지니어가 자신의 레퍼토리에 포함해야 하는 매우 다재다능한 열가소성 수지입니다.
일반적으로 테플론으로 알려진 PTFE는 내화학성이 뛰어난 부드럽고 내열성이 있는 저마찰 플라스틱입니다. 고온 및 습한 환경 모두에서 높은 굴곡 강도, 적절한 내후성 및 우수한 전기 절연성을 가지고 있습니다.
PTFE는 거의 완전히 화학적으로 불활성이고 대부분의 용매에 매우 불용성이어서 고온 응용 분야에 이상적입니다. PTFE는 327°C에서 모든 열가소성 수지 중 가장 높은 융점을 가지며 작동 온도 범위가 매우 넓습니다. -200°C ~ +260°C 사이의 어느 곳에서나 사용할 수 있을 정도로 열적으로 안정적입니다.
PTFE는 상업적 용도로 가장 일반적으로 알려져 있습니다. 또한 부식성 물질로부터 파이프를 보호하고 열교환기를 코팅하고 전기 부품의 절연을 제공하는 데 사용됩니다.
PTFE는 극도로 높거나 낮은 온도에서 탁월하지만 기계적 특성은 일반적으로 실온에서 유사한 플라스틱보다 열등합니다. 크리프, 마모 및 방사선에 민감하며 그 연기는 유독할 수 있습니다. 또한 PTFE를 처리하는 데 비용이 상당히 많이 든다는 점은 주목할 가치가 있습니다.
폴리벤즈이미다졸(PBI)은 오늘날 시장에 나와 있는 엔지니어링 열가소성 수지 중 가장 높은 내열성 및 내마모성, 강도 및 기계적 특성 안정성을 가지고 있습니다. PBI 섬유는 녹는점이 없고 타지 않으며 다른 플라스틱에 달라붙지 않습니다. 이 물질의 최대 연속 사용 온도는 불활성 환경에서 398°C, 공기 중에서 343°C, 단기 노출 가능성이 최대 537°C입니다.
모든 장점에도 불구하고 PBI는 엄청나게 비싸고 제조하기 어렵습니다. 엔지니어는 종종 이 재료를 가공하기 위해 다이아몬드 공구를 사용해야 하므로 비용이 훨씬 더 많이 듭니다. 설계 관점에서 PBI의 한 가지 주요 단점은 노치 감도입니다. 제품 디자이너는 날카로운 모서리나 모서리를 모두 피하고 모든 표면 마감을 매끄럽게 하기 위해 주의해야 합니다.
폴리디시클로펜타디엔(pDCPD)은 내화학성, 부식성, 내열성, 강성 및 충격 강도의 탁월한 조합을 제공하도록 설계된 맞춤형 열경화성 폴리머입니다. 이 소재는 열경화성 수지의 성형 유연성과 최고의 엔지니어링 열가소성 수지의 고성능 특성을 혼합합니다. 열 변형 온도는 최대 120°C입니다.
pDCPD는 부품 크기나 무게 제한이 거의 없기 때문에 독특합니다. 즉, 가변 벽 두께, 성형 보강 리브 등이 있는 부품은 생산 속도를 늦추지 않습니다. pDCPD는 비교적 새로운 소재로 아직까지 그 적용이 제한적이지만, 내식성 화학 공정 장비, 정화조 및 수처리 장비에서 유망한 것으로 나타났습니다.
엔지니어와 제조업체는 첨가제 및/또는 열 안정제를 사용하여 열을 높이고 대부분의 플라스틱 종류의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 첨가제의 가장 일반적인 세 가지 유형은 항산화제, 난연제 및 가공 보조제입니다. 각 첨가제는 다른 기능을 제공하고 폴리머의 내구성에 기여합니다.
열 안정제는 제조 중 또는 최종 부품의 정상적인 사용 중 열 손상으로부터 폴리머를 보호하며 오늘날 대부분의 폴리머에 추가됩니다. 열 안정제는 또한 폴리머의 외관, 강도 및 탄성을 보존할 수 있습니다.
고온 응용 분야의 경우 이러한 고성능 플라스틱 중 하나가 실제로 열을 견딜 수 있습니다. 그러나 아무 재료나 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 엔지니어는 특정 응용 분야에 가장 적합한 내열성 플라스틱을 선택하기 위해 연구를 수행해야 합니다. 엔지니어가 잘못된 재료를 선택하면 부품의 기능이 손상되고 처음부터 다시 시작해야 할 위험이 있습니다.
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플라스틱을 사용한 제조에 대한 추가 재료 가이드 및 정보는 Fast Radius 리소스 센터를 확인하세요.
산업기술
플라스틱 식품 포장은 운송 시 제품의 신선도와 품질을 유지하고 유통 기한을 연장하며 FDA(식품의약국) 규정을 준수하는 데 필수적입니다. 소모품과 접촉하는 플라스틱은 FDA 규정을 준수해야 하며 플라스틱 식품 포장에 안전하게 사용할 수 있는 재료를 사용해야 합니다. 이는 소비자 안전을 보장하고 실수로 식품 안전법을 위반하지 않도록 비즈니스를 보호하는 데 도움이 됩니다. 식품 안전에 관해서는 안전하게 사용하는 것이 가장 좋습니다. 식품 및 음료 산업에서 일하는 디자인 팀은 제품이 소비자에게 안전한 상태를 유지하도록 보장하는 최고의
플라스틱 산업은 국가에서 가장 중요한 산업 중 하나입니다. 플라스틱은 식품 용기, 안전 장치, 어린이 장난감, 심지어 안뜰 가구로 우리의 삶을 채우고 있으며 이러한 것들은 보다 분명한 예 중 일부에 불과합니다. 플라스틱에 대한 수요는 미시간주 디어본에 있는 Plastech Corporation 및 The Oakwood Group과 같은 산업을 유지하는 원동력입니다. 디어본의 많은 제조사 중 하나인 Plastech Corporation은 전국 고객을 보유한 맞춤형 사출 성형 서비스입니다. 사출 성형을 다룰 때 Plastech와 같은