오래 지속되는 내구성을 위한 상위 5가지 내자외선 플라스틱

인간 피부처럼 플라스틱도 자외선 손상을 입기 쉽습니다. 구성 요소를 설계할 때 UV 부식의 영향을 예상하고 소재가 가혹한 태양을 다룰 수 있도록 준비해야 합니다. 다행히 소재의 UV 저항성을 높이는 방법은 많이 있습니다.

UV 저항성은 소재가 UV 복사 흡수로 인한 열화를 피하는 능력을 말합니다. 태양의 UV 광선은 폴리머의 화학 결합을 분해하여 플라스틱이 시간이 지남에 따라 마모되고 분해되게 합니다. 이는 광열화로 알려져 있습니다.

광열화는 변색(특히 '초킹'으로 알려진 황변 또는 백변)을 일으켜 내충격성과 인장 강도 손실에 기여하고 플라스틱을 부서지기 쉽고 균열이나 파손되기 쉽게 만듭니다. UV 손상은 신율에도 부정적인 영향을 미치는데, 신율은 비가역적 변형 전에 소재가 변화를 저항하는 능력입니다.

제품의 용도와 기타 프로젝트 요구 사항에 따라 소재는 더 많거나 적은 UV 저항성을 필요로 합니다. 예상대로 옥외용 및 산업용 구성 요소는 일반적으로 최적의 품질과 성능을 유지하기 위해 더 높은 UV 저항성을 필요로 합니다.

높은 UV 저항성을 가진 5가지 플라스틱

태양 광선을 가장 잘 견딜 수 있는 플라스틱을 살펴보기 전에, 거의 어떤 소재도 완전히 UV 저항성이 없다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 다른 소재는 다양한 정도의 UV 저항성을 제공할 수 있지만, 대부분의 플라스틱은 안정제나 첨가제로 UV 저항성을 개선해야 합니다. 위에서 언급했듯이 옥외 응용 분야용 구성 요소(온실 필름, 창문 프레임, 자동차 부품, 경기장 좌석 등)는 UV 복사와 장기 광열화에 가장 취약합니다.

더 이상 지체하지 않고 상위 5가지 내자외선 플라스틱 목록을 소개합니다.

아크릴

아크릴은 본질적으로 UV 저항성을 가진 몇 안 되는 제조 소재 중 하나입니다. 옥외 응용 분야에서 사용 시 10년 동안 3%만큼 적게 열화되는 투명 플라스틱입니다. 아크릴은 우수한 내스크래치성도 제공하여 장기 사용에 훌륭한 선택이 됩니다.

아크릴은 옥외 간판 및 디스플레이, 조명 기구, 장식 패널, 유색 렌즈로 인기 있는 선택입니다. 불행히도 아크릴은 그리 강하지 않습니다. 사실 아크릴은 너무 단단하고 부서지기 쉬워 하중 지지 부품이나 장기 내구성이 필요한 부품에는 거의 사용되지 않습니다. 하지만 일부 구성 요소의 경우 아크릴의 UV 저항성이 가치 있는 투자가 됩니다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)

HDPE는 내구적이면서 부드러운 특성 덕분에 놀이터 장비에 자주 사용되는 열가소성 플라스틱입니다. 쉽게 녹여 형태를 만들 수 있으며, 다른 열가소성 플라스틱과 달리 부러질 때 날카롭고 위험한 모서리를 형성하지 않습니다.

HDPE는 산, 알코올, 염기에 극도로 강하며 낙서까지 밀어낼 수 있습니다. 이는 광열화에 대한 강력한 보호와 함께 HDPE를 야외 인프라, 용기, 플라스틱 장난감, 야외 가구, 파이프의 훌륭한 후보로 만듭니다. HDPE는 강하고 마모시키기 어렵지만 아크릴보다 다소만 강하므로 고압 응용 분야에는 적합하지 않습니다.

폴리카보네이트

폴리카보네이트는 믿을 수 없을 만큼 내충격성이 강하며 HDPE보다 훨씬 강합니다. 또한 아크릴과 비슷한 투명성을 제공합니다. 폴리카보네이트는 주요 온도 변동도 견딜 수 있습니다. 이러한 요소들은 헬멧, 안전 고글 및 실드, 안전 창문, 용기 같은 중장비 제품에 폴리카보네이트를 이상적인 소재로 만듭니다.

폴리카보네이트는 강하고 내구성이 있지만 이 목록의 많은 소재보다 비쌉니다. 그렇다고 결코 가치가 없다는 것은 아닙니다. 일부 구성 요소의 경우 폴리카보네이트의 내구성, 수명, 상대적 UV 저항성이 더 높은 가격대를 정당화합니다.

폴리아미드-이미드(PAI)

PAI는 좋은 가단성과 결합된 탁월한 UV 저항성을 제공하는 고성능 열가소성 플라스틱입니다. PAI는 폴리아미드(나일론)와 폴리이미드의 특성을 결합하여 높은 녹는점을 가진 강하고 내화학성 플라스틱을 만듭니다.

PAI는 뛰어난 강도와 강성, 내마모성, 저마찰 품질을 가집니다. 이러한 이유로 PAI는 자석 와이어, 수술 기구, 시간이 지나도 엄격한 공차와 치수 안정성을 요구하는 기타 부품에 자주 사용됩니다. PAI는 확실히 비싸며, UV 광선, 기타 화학 물질, 일상적인 마모에 대한 완전한 잠재력을 달성하기 위해 종종 비싼 후경화 공정이 필요합니다.

폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)

PVDF는 놀라운 열 안정성, 내마모성, 화학 물질 및 UV 복사로부터의 보호를 제공하는 UV 라이트 저항성 플라스틱입니다. 높은 내열성 덕분에 용접하기 쉽습니다.

PVDF는 두 가지 형태로 제공됩니다. 호모폴리머 PVDF는 코폴리머 PVDF보다 더 높은 강도, 강성, 열변형 온도를 자랑합니다. 코폴리머 PVDF는 덜 단단하지만 우수한 내충격성과 내응력균열성을 제공합니다. 두 형태의 PVDF 모두 화학 탱크 라이너, 반도체 장비, 피팅, 씰, 가스켓, 노즐, 파이핑, 펌프 및 밸브 부품 등의 구성 요소에 사용됩니다.

플라스틱의 UV 저항성 개선하기

위에 나열된 플라스틱은 UV 복사에 다양한 정도의 저항성을 제공하지만, UV 저항성 첨가제나 캡을 추가하여 기본 폴리머를 보호함으로써 이 소재들과 다른 플라스틱의 UV 저항성을 높일 수 있습니다. 캡 또는 보호 씰은 광열화의 영향을 제한하고 소재의 외관을 개선하여 제품 수명과 미학을 높일 수 있습니다.

UV 저항성 첨가제에는 차단제, 흡수제, 안정제의 세 가지 주요 종류가 있습니다. 차단제는 플라스틱을 보호층으로 코팅하여 UV 복사로부터 안전하게 지킵니다. 카본 블랙은 옥외 응용 분야에서 약 2% 비율로 UV 광선을 차단하는 강하고 효과적이며 매우 일반적인 차단제입니다. 이산화 티타늄, 안료도 효과적인 차단 또는 스크리닝 솔루션입니다.

흡수제는 일반적으로 UV 광선을 흡수하고 열 같은 덜 해로운 파장을 대신 방출하도록 설계된 유기 화합물입니다. 두 가지 일반적인 흡수제는 벤조페논과 벤조트리아졸입니다. 벤조트리아졸은 소재에 낮은 색상 영향을 미치며 낮은 투여율로 사용할 수 있습니다. 종종 벤조트리아졸은 아크릴과 폴리카보네이트와 함께 사용되어 투명성을 유지합니다. 벤조페논은 폴리염화비닐(PVC)과 폴리올레핀과 자주 결합되는데, 이 두 플라스틱은 UV 광선에 그다지 강하지 않습니다.

흡수제와 달리 안정제는 화학적 기술을 사용하여 폴리머 결합이 파열되는 것을 방지합니다. 이 화학 물질은 UV 복사를 소산시켜 폴리머 화학 결합을 공격하지 않을 더 낮은 UV 수준을 생성합니다. 하인더드 아민 라이트 안정제(HALS)는 흥분된 UV 반응을 안정적인 화학 반응으로 전환하는 일반적인 흡수제입니다.

내자외선 플라스틱으로 부품 제작 시작하기

어떤 플라스틱도 UV 광선과 복사로부터 완전히 보호되지는 않지만, 많은 플라스틱이 수명을 늘리고 신율을 방지하며 초킹, 강도 손실, 취성 증가 같은 광열화의 영향과 싸우는 훌륭한 수준의 UV 저항성을 제공합니다. 부품이 가능한 한 오랫동안 의도한 대로 수행할 수 있다는 확신을 가질 수 있도록 소재 선택에 실사를 다하는 것이 필수적입니다.

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