내열성 플라스틱이란?

플라스틱은 제조 편의성, 저렴한 가격, 그리고 다양한 용도로 활용 가능하기 때문에 거의 모든 시장에서 활용됩니다. 일반적인 범용 플라스틱 외에도 정교한 내열 플라스틱이 존재합니다.플라스틱견딜 수 없는 온도에도 견딜 수 있는 플라스틱입니다. 이러한 플라스틱은 내열성, 기계적 강도, 그리고 내마모성이 모두 필수적인 복잡한 응용 분야에 사용됩니다. 이 글에서는 내열 플라스틱이 무엇이고 왜 그토록 유리한지 자세히 설명합니다.

내열성 플라스틱이란?

내열성 플라스틱은 일반적으로 연속 사용 온도가 150°C(302°F) 이상이거나 일시적인 직접 노출 온도가 250°C(482°F) 이상인 모든 유형의 플라스틱을 말합니다. 즉, 해당 제품은 150°C 이상의 온도에서 작동을 견딜 수 있으며, 250°C 이상에서 단기간 동안 견딜 수 있습니다. 이러한 플라스틱은 내열성 외에도 금속과 유사한 수준의 뛰어난 기계적 강도를 가지고 있습니다. 내열성 플라스틱은 열가소성 플라스틱, 열경화성 플라스틱 또는 광중합체 형태로 제조될 수 있습니다.

플라스틱은 긴 분자 사슬로 구성되어 있습니다. 가열하면 이 사슬들 사이의 결합이 손상되어 제품이 녹게 됩니다. 용융 온도가 낮은 플라스틱은 일반적으로 지방족 고리로 구성되어 있는 반면, 고온 플라스틱은 방향족 고리로 구성되어 있습니다. 방향족 고리의 경우, 지방족 고리의 단일 결합과 달리 두 개의 화학 결합이 손상되어야 골격이 파괴됩니다. 따라서 이러한 제품을 녹이는 것이 더 어렵습니다.

플라스틱의 내열성은 기본적인 화학 작용 외에도 다양한 성분을 활용하여 향상시킬 수 있습니다. 내열성을 향상시키는 가장 일반적인 첨가제 중 하나는 유리 섬유입니다. 유리 섬유는 또한 전체적인 견고성과 소재의 내구성을 향상시키는 추가적인 이점을 제공합니다.

플라스틱의 내열성을 식별하는 데는 다양한 기술이 있습니다. 가장 중요한 기술은 다음과 같습니다.

• 열 변형 온도 수준(HDT) – 사전 정의된 로트(lot)에서 플라스틱에 결함이 발생하는 온도입니다. 이 측정값은 해당 온도가 장시간 유지될 경우 제품에 발생할 수 있는 장기적인 영향을 고려하지 않습니다.
• 유리 변화 온도(Tg) – 비정질 플라스틱의 경우 Tg는 재료가 고무나 점성으로 변하는 온도를 나타냅니다.
• 연속 사용 온도(CUT) – 부품의 설계 수명 동안 기계적 본질에 상당한 파괴 없이 플라스틱을 지속적으로 활용할 수 있는 최적의 온도를 지정합니다.

내열 플라스틱을 사용하는 이유는 무엇입니까?

플라스틱은 널리 사용됩니다. 하지만 강철이 훨씬 더 넓은 온도 범위에서 동일한 성능을 발휘할 수 있는데, 왜 고온 용도에 플라스틱을 사용해야 할까요? 그 이유는 다음과 같습니다.

1. 무게 감소 – 플라스틱은 금속보다 가볍습니다. 따라서 전반적인 효율성을 높이기 위해 경량 소재에 의존하는 자동차 및 항공우주 시장에 적합합니다.
2. 내식성 – 일부 플라스틱은 다양한 화학 물질에 노출되었을 때 강철보다 내식성이 훨씬 뛰어납니다. 이는 화학 산업과 같이 열과 혹독한 환경이 모두 필요한 분야에 필수적일 수 있습니다.
3. 제조 유연성 – 플라스틱 부품은 사출 성형과 같은 대량 생산 기술을 활용하여 제작할 수 있습니다. 이를 통해 CNC 밀링 금속 부품보다 단위당 비용이 저렴합니다. 플라스틱 부품은 3D 프린팅을 사용하여 제작할 수도 있는데, 이는 CNC 가공보다 복잡한 레이아웃과 더 나은 설계 유연성을 제공합니다.
4. 절연체 – 플라스틱은 열 및 전기 절연체 역할을 모두 할 수 있습니다. 따라서 전기 전도성이 민감한 전자 장치를 손상시키거나 열이 부품의 작동 방식에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 곳에 적합합니다.

고온 내성 플라스틱의 종류

열가소성 플라스틱은 크게 두 가지 그룹으로 나뉩니다. 비정질 플라스틱과 반결정질 플라스틱입니다. 내열성 플라스틱은 아래 1번 그림과 같이 각 그룹에서 찾아볼 수 있습니다. 이 두 가지의 주요 차이점은 용융 특성입니다. 비정질 제품은 정확한 용융점을 갖지 않고 온도가 상승함에 따라 서서히 연화됩니다. 반면 반결정질 소재는 매우 높은 용융점을 갖습니다.

아래에는 제공되는 일부 제품이 나열되어 있습니다.디티지(DTG)여기에 언급되지 않은 세부 제품 정보가 필요하면 DTG 담당자에게 문의하세요.

폴리에테르이미드(PEI).

이 소재는 일반적으로 울템(Ultem)이라는 상품명으로 알려져 있으며, 뛰어난 열적 및 기계적 특성을 지닌 비정질 플라스틱입니다. 또한, 별도의 첨가제 없이도 난연성을 갖추고 있습니다. 단, 제품 데이터시트에서 특정 난연성을 확인해야 합니다. DTG는 3D 프린팅용 울템 플라스틱 두 가지를 공급합니다.

폴리아미드(PA).

나일론이라는 상표명으로도 알려진 폴리아미드는 특히 재료 및 충전재와 결합될 때 뛰어난 내열성을 자랑합니다. 또한 나일론은 내마모성이 매우 뛰어납니다. DTG는 아래 나열된 바와 같이 다양한 충전재를 사용한 다양한 내열 ​​나일론을 제공합니다.

광중합체.

광중합체는 자외선이나 특정 광학 메커니즘과 같은 외부 에너지원의 영향 하에서만 중합되는 독특한 플라스틱입니다. 이러한 소재는 다른 제조 기술로는 불가능한 복잡한 형상의 고품질 인쇄 부품을 생산하는 데 사용될 수 있습니다. DTG는 광중합체 분야에서 두 가지 내열성 플라스틱을 제공합니다.