플라스틱 변형은 비교적 광범위한 개념입니다. 물리적, 화학적, 기계적 또는 기타 수단을 통해 수지의 원래 특성을 개선하는 것을 플라스틱 변형이라고 합니다. 플라스틱 변형의 적용 범위는 비교적 넓습니다.

정의

모든 플라스틱은 밀도, 경도, 정밀도, 외관, 가공성, 투명성, 기계적 성질, 전자기적 성질, 화학적 성질, 내식성, 내노화성, 내마모성, 열적 성질, 난연성, 장벽 특성 및 비용. 플라스틱 수정은 비용을 절감하고 성능을 향상시키는 가장 효과적인 방법입니다.

기술적 방법

플라스틱 수정에 일반적으로 사용되는 방법은 다음과 같습니다.

1. 수정사항 추가

(1) 소분자 무기물 또는 유기물 첨가

물리적 또는 화학적 효과를 통해 기대되는 특정 특성을 얻기 위해 고분자(수지)에 저분자 무기 또는 유기 물질을 첨가하는 개질 방법입니다. 이 방법은 가장 초기의 수정 방법 중 하나입니다. 수정 효과가 뚜렷하고 공정이 간단하며 비용이 저렴하여 널리 사용됩니다. 대학에서 졸업 프로젝트를 해본 사람들은 이 방법을 접하고 이해했다고 믿습니다.

이러한 개질방법은 원가절감(다양한 저가의 무기 및 유기 충전재 첨가), 강도향상(다양한 강화섬유 첨가), 인성향상(엘라스토머, 초미세 충전재 첨가 등), 난연성 향상(금속산화물, 금속수산화물 첨가)으로 구분된다. , 무기인, 유기할로겐화물, 유기인화물, 실리콘, 질화물 등), 수명향상(각종 항산화제, 광안정제 등 첨가), 가공성 향상(가소제, 열안정제, 윤활제, 가공조제 등 첨가), 내마모성 향상(흑연, MoS2, SiO2 등 첨가), 결정구조 개선(핵제, 특히 유기 카르복실산, 소르비톨 등 첨가), 대전방지 및 전도성 향상(대전방지제, 도전제 첨가), 분해성 향상( 전분충진, 분해첨가제 등), 내방사선성 향상 등

이 방법에 일반적으로 사용되는 첨가제는 무기 첨가제(충진제, 강화제, 난연제, 착색제 및 핵제 등), 유기 첨가제(가소제, 유기 주석 안정제, 항산화제 및 유기 난연제, 분해 첨가제 등)입니다. .

(2) 고분자 물질 첨가

이 방법은 또한 다음과 같이 불립니다. 혼합 수정. 주요 방법은 수지에 하나 이상의 다른 수지(플라스틱 및 고무 포함)를 추가하여 원래 수지 특성을 변경하는 것입니다. 블렌딩 수정의 복합 시스템은 고분자 물질로 구성되므로 작은 분자를 추가한 시스템보다 호환성이 좋습니다. 수정은 원래 수지의 다른 특성에 큰 영향을 미치지 않습니다. 일반적인 폴리머 합금은 이 방법의 수정 제품입니다. 블렌딩 수정은 새로운 폴리머 재료를 개발하는 가장 효과적인 방법이며 기존 플라스틱 종류의 고성능 및 정제를 달성하는 주요 방법이기도 합니다.

2. 형태 및 구조 변형

이 방법은 주로 플라스틱 자체의 수지 형태와 구조를 수정하는 것을 목표로 합니다. 일반적인 방법은 플라스틱의 결정상태를 변화시키는 것, 가교, 공중합, 그래프트 등이다.

(1) 형태 제어 수정

플라스틱의 형태 제어 수정은 다양한 응집 형태를 제어하는 ​​것입니다. 플라스틱 제품 그래서 그들은 기대하는 성능을 달성할 수 있습니다. 이 방법은 외부 힘 없이 가공 조건을 조정하여 형태를 제어하는 ​​것입니다. 일반적으로 자체 수정이라고 하며, 그 중 자체 강화가 가장 일반적으로 사용됩니다. 플라스틱 형태 제어를 통해 기계, 열, 광학 및 기타 측면과 같은 플라스틱의 많은 특성을 개선할 수 있습니다. 일부 측면에서 수정 효과는 매우 분명합니다. 예를 들어, 결정화 품질은 핵 생성 기술로 제어되고, 높은 수준의 배향은 이축 연신 기술로 얻습니다.

(2) 가교 변형

가교는 모든 사람에게 익숙할 것입니다. 일반적으로 선형 구조는 네트워크 구조 또는 3차원 구조로 가교됩니다. 가교를 시작하려면 외부 조건이 필요하며, 일반적으로 다양한 형태의 에너지(예: 빛, 열, 방사선 등)가 필요합니다. 외부 효과로 인해 거대 분자 사슬은 반응성 자유 라디칼 또는 작용기를 생성하여 거대 분자 사슬 사이에 새로운 화학 결합을 형성하여 선형 구조 폴리머가 다양한 정도로 네트워크 구조 폴리머를 형성합니다. 예를 들어, 가교 변형 폴리 프로필렌 기계적 성질을 향상시킬 수 있다.

(3) 공중합 및 그래프팅 변형

이 방법은 주로 원래 분자 사슬에 다른 분자 세그먼트 또는 작용기를 추가합니다. 공중합은 두 개 이상의 단량체의 중합 반응을 말하며, 이는 중합체의 성능을 확장할 수 있으며 중합체의 성능과 용도를 개선하는 중요한 방법입니다. 예를 들어, 공중합 폴리스티렌 그리고 아크릴로니트릴은 폴리스티렌의 취성 약점을 개선합니다. 폴리 염화 비닐 그리고 비닐 아세테이트는 폴리염화비닐의 가소성을 개선합니다. 접목에는 사슬 이동 접목, 화학 접목 및 방사선 접목이 포함됩니다. 그 변형은 강체 및 엘라스토머에서 널리 사용됩니다. 예를 들어, 스티렌-부타디엔 접목 공중합체는 충격 성능을 개선합니다. PS.

3. 복합 변형

플라스틱의 복합 변형은 접착제나 핫멜트 방법을 통해 2층 이상의 필름, 시트 또는 기타 재료를 함께 결합하여 다층 필름, 시트 또는 기타 재료를 형성하는 방법입니다. 플라스틱의 복합 변형은 실제로 플라스틱 혼합 변형 방법 중 층류 혼합의 극단적인 형태이며 특수한 플라스틱 혼합 변형으로 간주할 수도 있습니다.

4. 표면개질

플라스틱 표면 개질이란 물리적 또는 화학적 방법을 통해 플라스틱 제품의 표면 특성을 변화시키는 개질 방법의 일종을 말합니다. 플라스틱 표면 수정과 기타 수정에는 두 가지 차이점이 있습니다. 첫째, 수정은 제품 표면에만 국한되며 내부 특성은 변경되지 않습니다. 둘째, 플라스틱 제품을 성형한 후 수정하는 것으로 2차 가공 수정에 속합니다.

플라스틱 표면 개질의 목적은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 하나는 직접적인 적용 개질이고 다른 하나는 간접적인 적용 개질입니다.

(1) 직접 적용된 플라스틱 표면 개질 직접 적용된 개질은 표면 광택, 표면 경도, 표면 내마모성 및 마찰, 표면 노화 방지, 표면 난연성, 표면 전도성 및 표면 장벽 등을 포함하여 직접 적용할 수 있는 일부 개질을 의미합니다. 플라스틱 표면 개질의 이러한 측면은 최근 몇 년 동안 빠르게 개발되고 적용되었습니다. 예를 들어, 플라스틱 장벽 개질 측면에서 표면 장벽 개질은 매우 중요한 위치를 차지합니다.

(2) 플라스틱 표면 개질의 간접적 적용 간접적 적용 개질은 플라스틱의 접착력, 인쇄성 및 층화를 개선하기 위해 플라스틱 표면 장력을 변경하는 것과 같이 직접 적용의 기초를 마련하는 일부 개질을 말합니다. 예를 들어 플라스틱 전기 도금을 예로 들면, ABS 표면 처리를 하지 않은 플라스틱 종류의 코팅 견뢰도는 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 특히 폴리올레핀 플라스틱 종류의 코팅 견뢰도는 매우 낮으며, 전기 도금 처리를 하기 전에 표면을 개질하여 코팅과의 결합 견뢰도를 개선해야 합니다.

관련 지식

플라스틱 변형 방법

1. 충진 수정: 플라스틱에 일정량의 충진재를 첨가하면 플라스틱 생산 비용을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 또한, 특별한 기능을 가진 나노분말을 첨가하면 상응하는 기능성 마스터배치를 만들 수 있습니다.

2. 블렌딩 변형: 유사한 특성을 가진 두 가지 이상의 고분자 화합물을 일정 비율로 혼합하여 고분자 블렌드를 형성합니다.

3. 공중합 변형: XNUMX개 이상의 단량체가 중합 반응을 거쳐 공중합체를 얻습니다. 예를 들어 에틸렌 + 프로필렌 = 에틸렌-프로필렌 고무; 아크릴로니트릴 + 부타디엔 + 스티렌 = ABS 수지.

밀도 감소

플라스틱의 밀도를 줄인다는 것은 다양한 응용 분야의 요구 사항을 충족하기 위해 적절한 수단을 통해 플라스틱의 원래 상대 밀도를 줄이는 것을 의미합니다. 플라스틱의 밀도를 줄이는 방법에는 발포 개질, 경량 필러 추가, 경량 수지 혼합 등 세 가지 방법이 있습니다.

1. 발포는 플라스틱의 밀도를 감소시킵니다. 플라스틱 제품의 발포 성형은 밀도를 줄이는 가장 효과적인 방법입니다. 그러나 경량 첨가제를 추가하고 경량 수지를 혼합하는 두 가지 수정 방법은 밀도를 약간만 줄일 수 있으며 감소는 일반적으로 약 50%에 불과하며 최소 상대 밀도는 약 0.5에 도달할 수 있습니다. 플라스틱 폼 제품의 밀도는 매우 다양하며 최소 상대 밀도는 10-3에 도달할 수 있습니다.

2. 플라스틱의 밀도를 줄이기 위해 경량 필러를 추가합니다. 이 방법은 밀도를 상대적으로 작은 정도로, 일반적으로 상대 밀도 약 0.4-0.5까지 감소시킵니다. 필러의 상대 밀도는 일반적으로 플라스틱의 상대 밀도보다 큽니다. 플라스틱보다 상대 밀도가 낮은 필러 유형은 몇 가지뿐입니다.

(1) 미소구체 가. 유리 중공 미세구(플로팅 비드)는 상대 밀도가 0.4~0.7이며 주로 열경화성 수지에 사용됩니다.

비. 페놀성 마이크로비드의 상대 밀도는 0.1입니다.

(2) 유기충진제

에이. 코르크 분말: 상대 밀도 0.5, 겉보기 밀도 0.05-0.06;

비. 섬유 먼지와 면 먼지의 상대 밀도: 0.2-0.3;

기음. 밀짚가루, 땅콩가루, 코코넛껍질가루 등의 과일껍질 작물. 첨가되는 광필러의 양은 일반적으로 50% 미만으로 원칙적으로 원래 성능에 심각한 영향을 미치지 않습니다.

3. 플라스틱의 밀도를 줄이기 위해 가벼운 수지를 블렌딩합니다. 이 방법은 감소 범위가 더 작고 일반적으로 불소 플라스틱과 같이 비교적 밀도가 높은 플라스틱에만 적합합니다. POM, PPS, HPVC, PA66, PI 및 열경화성 플라스틱. 선택적 경량 플라스틱은 폴리-1-메틸펜텐-4, EPR(에틸렌-프로필렌 공중합체) 등과 같이 상대 밀도가 1 미만인 여러 수지를 말합니다. PE, PP, EVA, 등. 첨가량은 플라스틱의 다른 특성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 주로 결정되며, 일반적으로 약 20%-40%입니다.

밀도 증가

플라스틱의 밀도를 높이는 방법은 주로 무거운 필러를 첨가하고 무거운 수지를 혼합하여 원래 수지의 상대 밀도를 높이는 방법입니다.

1. 플라스틱의 밀도를 높이기 위해 무거운 필러를 추가합니다.

(1) 금속분말

(2) 중광물 충진제

2. 플라스틱의 밀도를 높이기 위해 무거운 수지를 혼합합니다. 이 방법은 비교적 작은 증가를 보이며 일반적으로 약 50%까지만 증가합니다. 주로 PE, PP, PS, EVA, PA1010과 같은 가벼운 수지에 적합합니다. PPO. 일반적으로 추가되는 무거운 수지에는 다음이 포함됩니다. PTFE, FEP, PPS 및 POM.

향상된 투명도

플라스틱의 투명성은 재료의 투명성을 나타내는 척도이며, 고려해야 할 성능 지표가 많이 있습니다. 일반적으로 사용되는 지표에는 투과율, 헤이즈, 굴절률, 복굴절 및 분산이 포함됩니다. 위의 지표 중에서 투과율과 헤이즈는 재료의 투과율을 특성화하는 데 주로 사용되는 반면 굴절률, 복굴절 및 분산은 재료의 투과율 품질을 특성화하는 데 주로 사용됩니다. 좋은 투명 재료는 위의 성능 지표가 우수하고 균형 잡혀 있어야 합니다. 투명도 분류: 재료의 투과도에 따라 다음 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

투명 소재: 파장 400nm-800nm의 가시광선 투과율이 80% 이상입니다.

반투명 물질 - 400nm-800nm ​​파장의 가시광선 투과율은 50%에서 80% 사이입니다.

불투명 물질 – 400nm-800nm ​​파장의 가시광선 투과율은 50% 미만입니다.

위의 분류 방법에 따라 수지는 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.

(1) 투명수지는 주로 다음과 같은 종류로 구성된다. PMMA, PC, PS, PET, PES, JD 시리즈, CR-39, SAN(AS라고도 함), TPX, HEMA 및 BS(K수지라고도 함) 등이 있습니다. 이 중 PES는 폴리에테르설폰, JD 시리즈 광학수지는 PES의 공중합 유도체, SAN은 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체, TPX는 폴리메틸펜텐-1, BS는 25% 부타디엔/75% 스티렌 공중합체, CR-39는 비스(알릴 디글리콜 카보네이트) 중합체, HEMA는 폴리(하이드록시에틸 메타크릴레이트)입니다.

(2) 반투명수지는 주로 PP와 PA.

(3) 불투명 수지에는 주로 ABS, POM, PTFE 및 PF가 포함됩니다.

결정성 수지 성형품은 결정성 부품과 비결정성 부품이 혼합되어 있습니다. 결정화 과정에서 무작위 분자 사슬이 규칙적으로 배열되므로 수지의 부피가 감소합니다. 이러한 현상을 "수축"이라고 합니다.

수지가 경화되면 분자 사슬이 고정되어 고체 성형품의 결정 부분과 비정질 부분의 비율이 더 이상 변하지 않는 것 같습니다. 그러나 실제 상황은 성형품이 어느 정도 고온에 도달하면 비정질 부분의 분자 사슬이 재배열되어 결정화되는 경우가 있습니다. 그 결과, 성형품의 부피가 감소한다. 이 현상을 "수축 후"라고 합니다. 수축 후 쉽게 치수 변화, 찌그러짐, 뒤틀림 및 기타 문제가 발생할 수 있습니다.

성형품의 온도가 높으면 후수축이 발생하기 쉽습니다. 성형 시 급속 냉각 및 고화되어 결정화가 충분하지 않아 후수축이 발생하기 쉬운 경우가 있습니다.

후수축을 방지하기 위해 성형된 제품은 실제로 사용하기 전에 완전히 결정화되어야 합니다. 구체적으로는 성형품 사용 시 주위 온도보다 2℃ 정도 높은 환경에서 3~20시간 방치해 두는 것이 좋습니다. 이것을 '어닐링 처리'라고 합니다. 치수 공차가 어닐링 처리 범위 내에 있으면 일반적으로 문제가 거의 없습니다.

결정성 수지

수지재료에는 여러 종류가 있는데, 그 중 하나가 '결정성 수지'입니다. 기본적인 상황을 소개하면 다음과 같습니다.

수지는 대략 다음과 같이 나뉩니다. 열가소성 물질 수지와 열경화성 수지. 열가소성 수지는 열용융 및 냉경화성 수지입니다. 열경화성 수지는 원료가 가열되면 화학 반응을 거쳐 응고 후 더 이상 녹지 않는 수지입니다. 열가소성 수지는 결정질 수지와 비결정질 수지로 더 나눌 수 있습니다.

용융되면 수지의 분자 사슬이 무작위로 혼합되어 움직입니다. 수지가 냉각되면 분자 사슬이 정렬되기 시작하고 결국 결정성 부분과 비결정성 부분이 함께 혼합되어 응고됩니다. 결정성 수지도 100% 결정성이 아닌 경우가 있어 비결정성 부분이 혼입되어 있는 경우가 있습니다. 반면, 비결정성 수지는 그림(A)와 같이 무작위 상태로 응고됩니다.

ISO 및 ASTM 물리적 특성 결정 방법

국제표준화가 진전되면서 ISO에서 규정한 대부분의 중국 측정방법이 표준으로 사용되고 있다. 이전 ASTM 표준 방법과 어떻게 다릅니까?

배경: 세계 선진국들은 각자의 통일된 산업표준을 가지고 있다. 예를 들어 일본에는 JIS(Japanese Industrial Standards), 미국에는 ANSI(American Standards Association), 독일에는 DIN(German Standards) 등이 있다. 또한 미국의 ASTM(American Society for Testing and Materials Standards)과 같은 독립된 단체의 표준도 널리 인정받고 있다. 이러한 다양한 표준은 동일한 시험 항목에 대해서도 많은 차이점을 가지고 있다. 국제 시장화 과정이 가속화됨에 따라 그 단점이 점점 더 두드러지고 있다. 이러한 단점을 없애기 위해서는 누구나 국제표준화가 시급히 필요하다. 1995년 XNUMX월 WTO(World Trade Organization)는 TBT(Agreement on Technical Barriers to Trade)를 발표하였고, 모두 ISO 국제 규정에 따라 시행되어야 한다. 일본의 JIS(Japanese Industrial Standards)도 점차 ISO 규격으로 대체되고 있으며, 엔지니어링 플라스틱 예외는 아닙니다.

ASTM과 ISO의 차이점: 인장 시험을 예로 들어 ASTM과 ISO의 차이점을 설명합니다.

기타

(1) 공중합 폴리이미드의 합성 변형: 폴리이미드는 일반적으로 특정 용매에서 디아민과 이무수물 단량체를 중축합하여 폴리아믹산을 생성한 후 열 고리화 또는 화학적 고리화를 통해 탈수함으로써 얻어집니다. 연구에 따르면 세 번째 단량체가 시스템에 추가되어 XNUMX개의 이무수물과 XNUMX개의 디아민 또는 XNUMX개의 디아민과 XNUMX개의 이무수물을 형성하면 생성되는 중합체의 특성이 변경되는 것으로 나타났습니다. 방향족 이무수물이나 디아민을 모두 사용하면 합성재료의 내열성과 강도가 향상됩니다. 지방족 이무수물이나 디아민을 사용하면 용해도가 적절하게 증가합니다.

(2) 폴리이미드 주쇄의 변형: 주쇄 변형은 주로 폴리이미드 단량체에 유연한 그룹, 실리콘 원소 또는 액정 단위를 도입하는 것을 포함합니다. 수정된 재료는 가공 유동성, 유연성 및 기타 특성이 향상되었습니다.

(3) 폴리이미드 측쇄 변형: 기능성 측쇄를 도입하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 먼저 기능성 그룹을 포함하는 단량체를 합성한 다음 이를 측쇄 PI로 추가로 중합하는 것입니다. 다른 하나는 이미드화되어 주쇄에 활성기를 갖고 있는 PI를 먼저 합성한 후, 일부 기능기를 PI 주쇄에 연결하는 것입니다. 주쇄와 측쇄 구조의 차이와 집합체 구조의 차이로 인해 측쇄 도입 후 PI의 가공성 및 용해도가 향상될 수 있으며 긴 측쇄의 기계적 특성이 짧은 측쇄보다 우수합니다. 폴리머. 도입된 기능성 측기에는 일반적으로 유기실록산 측기, 발색 측기, 아세틸렌 함유 측기 등이 있습니다.