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플라스틱 강화 및 수정 기술, 이것으로 충분합니다!

시간 : 2023-04-24 09:28:05 조회수 : 37

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오늘날 개질 플라스틱은 국민 생활, 특히 자동차 및 가전 분야에서 대체할 수 없는 역할을 하는 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 변형 플라스틱 기술의 다양한 범주에 대해 학계와 산업계에서는 플라스틱 강화 기술을 연구하고 주목해 왔습니다. 왜냐하면 소재의 인성이 제품 적용에 결정적인 역할을 하는 경우가 많기 때문입니다. 플라스틱 강화에 관한 몇 가지 질문에 답변하겠습니다.


   1. 플라스틱의 인성은 어떻게 테스트되고 평가됩니까?

 

   2. 플라스틱 강화의 원리는 무엇입니까?

 

   3. 플라스틱에 어떤 강화 방법을 사용할 수 있나요?

 

   4. 일반적으로 사용되는 강화제는 무엇입니까?

 

   5. 강화를 이해하려면 먼저 용량을 늘려야 합니까?

 

플라스틱 인성의 특성

 

재료의 강성이 높을수록 변형이 덜 발생하고 인성이 높을수록 변형이 발생하기 쉽습니다.

 

인성은 강성과 반대로 물체가 변형되기 쉬운 정도를 반영하는 특성으로, 재료의 강성이 높을수록 변형되기 쉽고, 인성이 높을수록 변형되기 쉽습니다. 일반적으로 강성이 높을수록 재료 경도, 인장 강도, 인장 계수(영률), 굽힘 강도, 굽힘 계수가 더 커집니다. 반대로, 인성이 클수록 파단 연신율과 충격 강도도 커집니다. 충격강도는 시료나 충격에 견디는 부품의 강도를 말하며, 일반적으로 시료가 파열되기 전에 흡수한 에너지를 말합니다. 충격강도는 시료의 형태, 시험방법, 시료의 조건에 따라 달라지므로 기본적인 재료특성으로 분류할 수는 없다.

 

다양한 충격 테스트 방법으로 얻은 결과는 비교할 수 없습니다.

충격 시험 방법은 시험 온도에 따라 실온 충격, 저온 충격, 고온 충격이 있습니다. 시편 응력 상태에 따라 굽힘 충격(단순 빔 및 캔틸레버 빔 충격, 인장 충격, 비틀림 충격 및 전단 충격)으로 나눌 수 있습니다. 사용된 에너지와 충격 횟수에 따라 큰 에너지 충격과 작은 에너지 충격 테스트로 나눌 수 있습니다. 재료나 용도가 다르면 충격 테스트 방법도 다르고 결과도 다를 수 있습니다. 이러한 결과는 비교할 수 없습니다.

 

플라스틱의 강화 메커니즘과 영향 요인

 

(A) 은 패턴-전단 밴드 이론

 

고무 강화 플라스틱의 혼합 시스템에서 고무 입자의 역할은 주로 두 가지 측면에서 나타납니다.

한편으로는 응력 집중의 중심으로 매트릭스가 많은 수의 은선과 전단 밴드를 생성하도록 유도합니다. 반면에 실버 라인이 시간에 맞춰 종료되고 파괴적인 균열로 발전하지 않도록 실버 라인의 발달을 제어하십시오.

 

은 입자 끝의 응력장은 전단 밴드를 유도하고 은 입자를 종료시킬 수 있습니다. 또한 전단 영역으로 확장되면 은화 현상이 중지됩니다. 다수의 Silverline 및 전단 밴드의 생성 및 개발은 재료가 응력을 받을 때 많은 양의 에너지를 소비하므로 재료를 더욱 연하게 만듭니다. 실버링은 거시적으로 응력 백화 현상으로 나타나는 반면, 전단 밴딩은 미세 네킹과 연관되어 있으며 이는 플라스틱 기판에 따라 다릅니다.

 

예를 들어, HIPS 매트릭스 인성은 작고, 은도금, 응력 백화, 은도금 부피가 증가하고, 가로 치수는 기본적으로 변하지 않으며, 미세한 목이 없는 인장력을 갖습니다. 강화 PVC, 매트릭스 인성이 크고 항복은 주로 전단 밴드에 의해 발생하며 목이 미세하고 응력 백화가 없습니다. HIPS/PPO, Silvering, Shear Band가 상당한 비율을 차지하며 Fine Neck과 Stress Whitening 현상이 동시에 나타납니다.

 

(B) 플라스틱 강화 효과에 영향을 미치는 요인은 주로 세 가지입니다.

1, 베이스 수지의 특성

연구에 따르면 매트릭스 수지의 인성을 향상시키는 것은 강화된 플라스틱의 강인화 효과를 향상시키는 데 도움이 되며, 매트릭스 수지의 인성을 향상시키는 것은 다음과 같은 방법을 통해 달성할 수 있습니다. 매트릭스 수지의 분자량을 증가시켜 분자량을 높이십시오. 분포가 좁아진다. 결정화 여부, 결정성, 결정 크기 및 결정 형상을 제어하여 인성을 향상시킵니다. 예를 들어, PP에 핵제를 첨가하면 결정화 속도를 높이고 결정을 미세화하여 파괴인성을 향상시킬 수 있다.

 

2, 강화제 특성 및 복용량

(1) 강인화제 분산상 입자 크기의 영향 - 엘라스토머 강화 플라스틱의 경우 기본 수지의 특성이 다르며 엘라스토머의 분산상 입자 크기의 최상의 값은 동일하지 않습니다. 예를 들어, HIPS에서 가장 좋은 고무 입자 크기 값은 0.8~1.3μm이고, ABS에서 가장 좋은 입자 크기는 약 0.3μm이며, PVC 변성 ABS에서 가장 좋은 입자 크기는 약 0.1μm입니다.

(2) 강인화제 투여량의 영향 - 입자 간격 매개변수와 관련된 강인화제 첨가의 최적 값이 있습니다.

(3) 강화제의 유리전이온도의 영향 - 일반적으로 엘라스토머의 유리전이온도가 낮을수록 강화 효과가 더 좋습니다.

(4) 강화제와 기본 수지의 계면 강도의 영향 - 서로 다른 시스템, 강화 효과에 대한 계면 결합 강도의 영향은 다양합니다.

(5) 엘라스토머 강화제 구조 및 엘라스토머 유형, 가교 정도 등의 영향

 

3, 두 단계 사이의 결합력

두 상 사이의 좋은 결합으로 인해 응력이 상 사이에 효과적으로 전달되어 더 많은 에너지를 소비할 수 있으며 매크로 플라스틱의 전반적인 성능이 향상되고 특히 충격 강도가 가장 크게 향상됩니다. 보통 이러한 결합력은 두 상의 상호작용으로 이해될 수 있는데, 그래프트 공중합과 블록 공중합은 두 상의 결합력을 높이는 대표적인 방법이지만, 차이점은 그래프트 등의 화학적 합성을 통해 화학결합을 형성한다는 점이다. 공중 합체 HIPS, ABS, 블록 공중합체 SBS, 폴리우레탄.

 

플라스틱을 강화하는 강화제의 경우 물리적 배합 방법에 속합니다. 이상적인 혼합 시스템은 두 성분이 부분적으로 호환되어야 하며 각 상에는 상 사이에 계면층이 있어야 하며, 두 중합체 분자 사슬의 계면층에는 서로 확산되고, 사이의 상용성을 증가시켜 명확한 농도 구배가 있어야 합니다. 혼합된 구성요소는 좋은 결합을 갖게 되고, 계면 확산의 확산을 향상시켜 계면층의 두께를 증가시킵니다. 이것이 바로 플라스틱을 강화하고 고분자 합금을 제조하는 핵심 기술, 즉 고분자 호환성 기술입니다!

 

강화가 필요한 조건은 무엇입니까? 방법은 무엇입니까?

 

(A) 강화가 필요한 이유는 무엇입니까?

 

1, 합성수지 자체는 충분히 강하지 않으므로 GPPS, 단일 중합체 PP 등과 같은 수요의 사용을 충족시키기 위해 인성을 향상시켜야 합니다.

 

2, 슈퍼 인성, 저온 환경, 슈퍼 터프 나일론과 같은 장기 사용 요구 사항을 달성하기 위해 플라스틱의 인성을 크게 향상시킵니다.

 

3, 수지 충전, 난연성 및 재료의 성능 저하로 인한 기타 수정, 이때 효과적인 강화가 필요합니다.

 

(나) 소성강화법의 구분방법

 

1, 고무 탄성체 강화: EPR(에틸렌 프로필렌 디엔), EPDM(EPDM), 부타디엔 고무(BR), 천연 고무(NR), 이소부틸렌 고무(IBR), 니트릴 고무(NBR) 등 모든 플라스틱 수지에 적용 가능 강화 수정.

 

2, 열가소성 엘라스토머 강화: SBS, SEBS, POE, TPO, TPV 등은 주로 폴리올레핀 또는 비극성 수지 강화에 사용되며 폴리에스테르, 폴리아미드 및 기타 극성 관능기 함유 폴리머 강화에는 상용화제를 추가해야 합니다.

 

3, 코어-쉘 공중합체 및 반응성 삼원공중합체 강화: ACR(아크릴레이트), MBS(메틸 아크릴레이트 - 부타디엔 - 스티렌 공중합체), PTW(에틸렌 - 부틸 아크릴레이트 - 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체), E-MA - GMA(에틸렌 - 메틸 아크릴레이트 - 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체) 등은 엔지니어링 플라스틱 및 내열성 폴리머 합금 강화에 주로 사용됩니다.

 

4, 고인성 플라스틱 혼합 강화: PP/PA, PP/ABS, PA/ABS, HIPS/PPO, PPS/PA, PC/ABS, PC/PBT 등, 고분자 합금 기술은 높은 인성을 준비하는 중요한 방법입니다. 엔지니어링 플라스틱.

 

5, 기타 강화 방법: 나노 입자 강화(나노-CaCO3 등), 사린 수지(듀퐁 금속 이오노머) 강화 등;

 

일반 플라스틱은 일반적으로 자유 라디칼 첨가 중합에 의해 얻어지며 분자 주쇄와 측쇄에는 극성 그룹이 포함되어 있지 않으며 고무 입자와 엘라스토머 입자를 첨가하여 강화하면 더 나은 강화 효과를 얻을 수 있습니다. 엔지니어링 플라스틱은 일반적으로 축합 중합에 의해 얻어지며 분자 사슬 측쇄 또는 말단 그룹에는 극성 그룹이 포함되어 있으며 관능화 된 고무 또는 엘라스토머 입자를 추가하여 인성이 높아집니다.

수지일반적으로 사용되는 강화제강화 개질에 일반적으로 사용되는 강화제
폴리올레핀NR,EPR,EPDM,SBS,SEBS,EVA포,EPDM
PVCNBR,MBS,CPE,TPU,ABS,ACRCPE, ACR
ABSCPE,ACR,하이껌파우더하이껌 파우더
PCMBS, 실리콘 함유 아크릴레이트 고무MBS
PBT/PETE-GMA, EPDM-GMA, POE-GMA, 코어-쉘 공중합체, 이오노머POE-GMA, E-MA-GMA
PA

NBR, EPDM, SBS, SEBS 및 POE 및 해당 그래프트 공중합체, 코어-쉘 공중합체

.UHMWPE,테이프

POE-MA, SEBS-MA, EPDM-MA
PPO엉덩이,SEBS-MA,POE-MA엉덩이
PPSSEBS-MA, HDPE-MA, TLCP, 이오노머, PTFE, E-MA-GMASEBS-MA,E-MA-

강화의 핵심을 이해하는 방법은 용량을 늘리는 것입니다.

 

일반적으로 플라스틱은 외력을 받을 때 계면 분리, 캐비테이션 및 매트릭스 전단 항복 과정에서 에너지를 흡수하고 소산합니다. 단, 상용성이 좋은 엘라스토머 입자를 직접 추가하여 강화할 수 있는 비극성 플라스틱 수지는 제외됩니다(유사 상용성 원리). , 다른 극성 수지는 강화라는 궁극적인 목적을 달성하기 위해 효과적인 정전 용량이 필요합니다. 강인화제로 앞서 언급한 여러 유형의 그래프트 공중합체는 기판과 강한 상호 작용을 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

 

(1) 에폭시 작용기 유형으로 강화: 에폭시 기는 고리를 연 다음 부가 반응에서 폴리머 말단 수산기, 카르복실기 또는 아민기와 반응합니다.

 

(2) 코어-쉘 강화: 외부 작용기는 부품과 완전히 호환되며 고무는 강화 효과를 나타냅니다.

 

(3) 이오노머형 강인화: 금속 이온과 폴리머 사슬의 카르복실산 뿌리 사이의 착물화를 통해 물리적 가교 네트워크를 형성하여 강인화 역할을 합니다.

 

 실제로, 강인화제가 일종의 폴리머로 간주된다면, 이 용량성 원리를 모든 폴리머 블렌드에 확장하는 것이 가능합니다. 다음 표는 유용한 폴리머 블렌드의 산업적 제조, 반응성 용량이 우리가 사용해야 하는 기술이며, 강인화제는 다른 의미를 가지며 "강화 상용화제", "계면 유화제"라는 제목이 특히 그래픽적입니다!

 

요약하자면, 플라스틱 강화는 결정질 플라스틱이든 비정질 플라스틱이든 똑같이 중요하며 범용 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱에서 특수 엔지니어링 플라스틱에 이르기까지 내열성을 점진적으로 향상시키기 위해 비용 가격도 상승하므로 강화 내열성이 향상됩니다. 에이전트, 노화 방지 등은 더 높은 요구 사항을 제시하지만 플라스틱 변형 강화 기술에 대해서도 큰 테스트를 거치며 가장 중요한 것은 매트릭스와 구성 요소가 좋은 호환성을 유지하는 것입니다!


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