특수 엔지니어링 플라스틱! 변형 플라스틱이란?
변형 플라스틱은 폴리머(수지)에 작은 분자의 무기 또는 유기 물질을 첨가하여 특정 특성(기계적 가공 특성)을 부여하거나 물리적 또는 화학적 반응을 통해 특정 특성을 개선하는 것을 말합니다.
개량 플라스틱의 기술 및 제품
개질 플라스틱 주요 제품 - 무기 분말이 충진된 개질 플라스틱
중국의 무기 분말 충전 개질 플라스틱은 생산, 품종, 가공 기술 및 기본 이론 측면에서 국제적으로 선두를 달리고 있습니다. 일반적인 무기 분말에는 탄산 칼슘, 활석, 카올린, 침전 황산 바륨, 규회석, 브루사이트, 트레몰라이트, 운모 및 산화 칼슘이 포함됩니다. 관련 통계에 따르면 중국에서 매년 개질 플라스틱을 충전하는 데 사용되는 무기 분말의 총량은 700만~1,000만 톤에 이르며, 그 중 70% 이상이 탄산 칼슘(중칼슘, 경칼슘)이고 그 다음은 활석 분말입니다.
무기분말 충전 개질 플라스틱의 가장 큰 기능은 석유자원을 절약하는 것입니다. 중국의 석유자원은 급속한 경제발전의 수요를 충족시킬 수 없으며, 매년 대량의 석유와 수지를 수입해야 합니다. 5대 범용수지(PE, PP, PVC, PS, ABS)만 연간 수입량이 2,400만톤을 넘습니다. 무기분말의 가격은 일반수지 가격의 1/20에도 못 미치고, 플라스틱 제품의 경우 원자재 비용이 총 비용의 약 70%를 차지합니다. 플라스틱 제품 제조 기업의 경우 제품의 외관과 성능에 영향을 미치지 않고 원자재 비용을 줄이는 것은 기업의 경제적 이익을 증가시킬 뿐만 아니라 시장 경쟁력을 강화합니다.
무기 분말로 채워진 개질 플라스틱도 백색 오염을 제어하고 환경 보호에 중요한 역할을 합니다. 실험 결과에 따르면 재활용이 쉽지 않은 포장재와 식기의 경우 성능과 위생을 보장하는 조건에서 무기 분말(특히 탄산칼슘)의 충전량이 30% 이상일 때 폐기 후 자연적으로 더 쉽게 소화됩니다. 충전 용량이 높은 에너지 회수 제품으로 사용하면 연소하기 쉽고 열 회수율이 높으며 2차 오염을 일으킬 가능성이 적습니다. 무기 분말로 채워진 개질 플라스틱은 단순히 수지 사용량을 줄이고 석유 자원을 절약하고 원자재 비용을 낮추고 환경 오염을 최소화하는 데 사용되는 것이 아닙니다. 더 중요한 것은 다른 방법으로는 대체할 수 없는 재료의 특정 기능을 부여하거나 개선할 수 있다는 것입니다.
1、 가장 대표적인 것은 다음과 같습니다.
(1) 활석. 수지에 충진하면 재료의 강성을 높일 수 있으며 PE 및 PP 파이프에 널리 사용되어 파이프의 링 강성을 개선하고 압축 강도를 높일 수 있습니다.
(2) 카올린. 플라스틱은 일반적으로 소성 카올린으로 만들어지며 재료의 절연성을 개선하고 적외선 복사를 차단할 수 있습니다. 케이블, 온실 필름 및 플라스틱 필름에 널리 사용되어 케이블의 절연성을 개선하고 내부 및 지상의 온도를 높입니다.
(3) 규회석, 트레몰라이트 분말(복합 침상 분말이라고도 함) 및 특정 수정 수염과 같은 침상 구조를 가진 무기 분말. 재료의 강도와 인성을 증가시켜 생산된 마스터배치는 일반적으로 강화 또는 강화 마스터배치라고 합니다.
(4) 운모. 제품의 강성, 내열성, 전기 절연성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 강성이 증가한 것은 활석가루보다 좋고 절연성은 카올린보다 좋습니다.
(5) 마그네슘 수화물. 이것은 저렴한 천연 무기 난연제이며, 특히 데카브로모디페닐 에테르와 같은 할로겐 계열의 사용이 제한될 때 점점 더 선호됩니다. 브루사이트의 순도가 높을수록 입자 크기가 작아지고 난연성이 더 좋습니다. 난연성 외에도 브루사이트는 연기 감소 특성도 있습니다.
(6) 황산바륨 침전. 화학적 방법으로 제조, 순도는 99%에 도달할 수 있고, 백색도는 98% 이상에 도달할 수 있으며, 입자 크기는 일반적으로 10000메시 이상이며, 입자 크기 분포는 좁고, 입자는 비교적 규칙적이고 둥글며, 내화학성 및 내열성이 좋습니다. 최근 몇 년 동안 연구에 따르면 침전된 황산바륨의 오일 흡수 값은 다른 무기 분말보다 훨씬 작아 약 16에 불과하여 응집되기 어렵고 분산되기 쉽습니다. 플라스틱에 충진하면 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않으며 제품의 밝기를 크게 높일 수 있습니다. 밝기 효과는 일반적인 밝기제보다 우수하며 장기적으로 오버플로가 없습니다. 건물 배수관에 충진하면 파이프의 밀도를 높이고 좋은 방음 효과를 얻을 수 있습니다.
(7) 천연 제올라이트. 흡착력이 강하고, 제품의 냄새를 제거할 수 있으며, 제품의 강도에 미치는 영향이 적습니다. 재활용 소재에 적용되는 탈취 마스터배치로서 효과가 좋습니다.
2、개조된 플라스틱 가공 장비
개질 플라스틱의 기본 원리는 충진 개질, 블렌딩 개질 또는 보강 개질이든 기계적 방법을 통해 첨가제의 도움으로 서로 다른 특성을 가진 재료의 계면 경계를 깨고 균일한 본체로 혼합하는 것입니다. 더 균일하게 혼합할수록 계면 결합이 더 단단해지고 재료의 성능이 더 좋아집니다. 가공 기계의 성능은 개질 플라스틱의 성능과 강도에 매우 중요한 역할을 합니다.
변형 플라스틱의 급속한 발전에 힘입어 변형 플라스틱에 대한 시장 수요를 충족하기 위해 중국의 플라스틱 기계 가공 산업도 지난 20년 동안 변형 플라스틱 가공 장비에서 급속한 발전을 이루었습니다. 1980년대 초 탄산칼슘 충전 마스터배치가 도입되었을 당시 중국에는 트윈 스크류 압출기가 없었고, 싱글 스크류 압출기만 사용하여 탄산칼슘 마스터배치를 생산할 수 있었습니다. 지금까지 중국의 트윈 스크류 압출기 수준은 국제적으로 선진 수준에 도달하여 국내 생산 수요를 충족할 수 있을 뿐만 아니라 매년 대량으로 수출할 수 있습니다.
플라스틱 가공 산업은 개량 플라스틱에 대한 수요를 충족시키기 위해 트윈 스크류 압출기를 지속적으로 업데이트하고 변형하는 것 외에도 왕복식 싱글 스크류 압출기와 트리플 스크류 압출기를 성공적으로 연구 개발했습니다. 크래시 파우더 충전의 개량을 위해 파우더의 표면 활성화 처리가 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 현재 충전 마스터배치를 생산하는 기업은 주로 무기 분말의 표면 활성화 처리를 위해 고속 믹서를 사용합니다. 최근 몇 년 동안 고속 믹서를 생산하는 기업은 무기 분말의 표면 활성화 처리를 위한 연속 생산 장비를 성공적으로 개발했습니다.
최근 몇 년 동안 많은 기업이 고무 산업에서 원래 사용하던 내부 믹서를 충진 마스터배치 생산에 성공적으로 적용하여 좋은 성과를 거두었습니다. 그 장점은 생산 효율성이 높고 전기, 인력 및 첨가제를 절약하며 먼지 오염을 줄이는 것입니다. 구체적인 방법은 가열하지 않고 모든 재료를 공식에 따라 내부 믹서에 함께 넣는 것입니다. 온도는 내부 믹서 자체의 압력과 강한 전단력에 의해 자동으로 상승하며, 과립화를 위해 단일 스크류 또는 이중 스크류 압출기에 압착되기 전에 약 12~15분 동안 성형됩니다. 재료 혼합 및 가소화는 내부 믹서에서 완료되며, 단일 스크류 또는 이중 스크류는 과립화 역할만 하므로 구조가 일반적인 단일 스크류 또는 이중 스크류보다 훨씬 간단합니다. 내부 믹서 공정을 사용하여 동일한 사양의 충진 마스터배치를 생산하면 톤당 150~180위안의 비용을 절약할 수 있습니다.
관련 보도에 따르면, 최근 내부 믹서 공정과 유사한 새로운 유형의 과립화 장비가 개발되었는데, 이는 내부 믹서 대신 듀얼 로터 연속 믹서를 사용합니다. 가소화된 재료는 듀얼 스테이지 방법을 통해 싱글 스크류 과립화에 직접 공급되며 전체 장비가 통합됩니다.
3、 변형 플라스틱 가공 보조제
첨가제는 충전 개질, 블렌딩 개질 또는 강화 개질 여부에 관계없이 개질 플라스틱 생산에 필수적인 원료이며, 모두 첨가제에 의존합니다. 개질 플라스틱에는 커플링제, 분산제, 윤활제(내부 및 외부 윤활), 가소제, 상용화제, 핵제 및 형광 증백제를 포함하여 많은 유형의 첨가제가 사용됩니다. 개질 플라스틱의 개발은 첨가제 개발을 주도했습니다. 처음 탄산칼슘 충전 마스터배치를 생산할 때는 시중에 커플링제 제품이 없었지만 대신 스테아르산을 사용했습니다. 알루미늄 에스테르 커플링제는 1984년에 처음 출시되었으며 저렴한 가격, 밝은 색상, 무독성, 우수한 열 안정성 및 사용 편의성으로 인해 빠르게 홍보되었습니다. 알루미늄 에스테르 커플링제의 적용은 무기 분말 충전 마스터배치의 성능과 품질을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 알루미늄 에스테르 커플링제에 이어, 실란 커플링제, 티타늄 에스테르 커플링제, 희토류 커플링제, 산성 인산염 커플링제, 알루미늄/티타늄 복합 커플링제, 폴리머 커플링제와 같은 우수한 성능을 가진 일련의 새로운 커플링제 제품이 다양한 개질된 제품을 위해 연이어 개발되었습니다. 커플링제는 무기 분말로 채워진 개질된 플라스틱의 성능과 품질에 중요한 역할을 합니다.
과학 이론의 끊임없는 진보와 발전에 따라 시장 수요를 더 잘 충족시키기 위해 최근 몇 년 동안 보강, 강화, 친수성, 자외선 차단, 광택 향상 등 다기능성 커플링제가 등장했습니다.
변형 플라스틱을 위한 가공 보조제의 사용은 상당한 진전과 개발이 있었지만, 플라스틱에서 나노 크기의 무기 분말의 응집 문제를 해결하는 등 실질적인 필요성과는 여전히 거리가 있습니다.
4、 개질 플라스틱의 발전 추세
1. 일반 플라스틱 엔지니어링 플라스틱화, 엔지니어링 플라스틱 신제품의 지속적인 증가와 응용 분야 탐색, 생산 장비 확장으로 인한 지속적인 비용 감소에도 불구하고; 그러나 개질 장비 및 기술의 지속적인 개발과 성숙으로 인해 일반 용도 열가소성 수지는 개질을 통해 점점 더 엔지니어링되고 있으며 기존 엔지니어링 플라스틱의 일부 응용 시장을 점유했습니다.
2. 국내 자동차, 전기, 전자, 통신, 기계 산업의 급속한 발전에 따라 개질 엔지니어링 플라스틱에 대한 수요가 크게 증가하고 다양한 고강도, 내열성 엔지니어링 플라스틱이 널리 사용될 것입니다.
3. 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 이미드(PAI), 폴리설폰(PSU), 폴리페닐렌 설폰(PPSU)과 같은 저비용 특수 엔지니어링 플라스틱은 뛰어난 전기적 특성, 고온 저항성 및 치수 안정성으로 인해 전자, 자동차, 항공, 계측, 석유화학, 로켓 및 항공우주와 같은 최첨단 기술 분야에서 점점 더 중요한 응용 분야가 되었습니다. 일부는 또한 우수한 난연성, 방사선 저항성, 내화학성 및 기계적 특성을 가지고 있습니다.
4. 나노복합소재 기술은 개질 플라스틱에 새로운 기회를 가져다 줄 것이며, 폴리머 나노복합소재의 제조와 응용은 미래에 중요한 주제가 될 것입니다. 오늘날 나노기술의 발전은 급속히 진행되고 있으며, 나노 폴리머 소재는 중요한 분야로서 연구 개발에 새로운 추세를 보이고 있습니다. 나노기술의 잠재적인 이점은 많은 국가의 과학자들이 끊임없이 탐구하고 연구하도록 이끌고 있으며, 경쟁은 치열합니다. 나노 폴리머 소재의 경우, 입자 크기가 작고 표면적이 크고 나노 분말 입자가 쉽게 응집되기 때문에 나노 분말 개질 폴리머 복합소재를 제조할 때 기존의 블렌딩 방법으로는 나노 구조의 복합소재를 얻기 어렵습니다. 나노 첨가제와 폴리머 간의 계면 접착력을 높이고 나노 입자의 균일한 분산 능력을 개선하기 위해 나노 분말의 표면 개질이 필요합니다. 주로 입자의 표면 에너지 상태를 줄이고, 입자의 표면 전하를 제거하고, 나노 입자와 유기상 간의 친화력을 개선하고, 나노 입자의 표면 극성을 약화시키는 것입니다.
5. 새롭고 효율적인 첨가제를 개발하는 것도 개질 플라스틱 개발에 중요한 방향입니다. 플라스틱 가공에 일반적으로 사용되는 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 핵제, 정전 방지제, 분산제, 난연제와 같은 첨가제 외에도 강화제, 난연 강화제, 합금 상용화제 및 기타 첨가제도 개질 플라스틱에 필수적입니다.
6. 화학 결합을 통해 나노 스케일 분산상을 현장에서 생성하기 위한 효율적인 반응성 기능성 삽입제를 개발하여, 나노 분산상을 화학 결합을 통해 폴리머 분자의 주쇄에 연결하여 이음매 없는 폴리머/층상 실리케이트 나노복합 재료를 형성합니다. 기존의 플라스틱 필름, 시트 및 병 성형 장비와 공정을 사용하여 새로운 플라스틱 포장 제품을 효율적이고 저렴하게 제조할 수 있으며, 재활용 및 재사용, 재활용 및 재사용을 위한 과립화가 가능합니다. 이는 녹색 환경 보호 개념을 갖춘 새로운 유형의 고차단 플라스틱 포장재입니다.
PRES는 특수 엔지니어링 플라스틱 입자 생산, 개질 생산, 시트 생산 및 막대 생산에 중점을 둡니다. PRES에서 생산한 특수 엔지니어링 플라스틱은 강도와 인성이 우수하고 산화 및 노화에 대한 저항성이 강하며 사용 가치가 큽니다. 경도, 강성, 압축 및 내마모성을 향상시키고 막대, 시트, 프로파일 등을 가공하는 데 적합하여 기업의 생산 비용을 절감합니다.
