나일론 개질에 우수한 충전제인 황산바륨을 사용하는 장점은 무엇입니까?

황산바륨(Barium Sulfate)은 중정석(barite)으로도 알려져 있으며, 무색, 무취, 무독성 무기 화합물로 화학식 BaSO4를 갖습니다. 높은 밀도, 높은 백색도, 우수한 화학적 안정성, 내산성 및 내알칼리성으로 알려져 있으며, 물과 대부분의 산에 불용성입니다. 이러한 특성으로 인해 황산바륨은 다양한 산업 분야, 특히 플라스틱 개질 분야에서 널리 사용되고 있으며, 특히 나일론(PA) 개질에 탁월한 장점을 보입니다.

나일론은 우수한 기계적 특성, 내마모성, 내산성 및 내알칼리성, 자가 윤활성을 갖춘 고분자 소재로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 그러나 높은 수분 흡수율과 낮은 치수 안정성과 같은 나일론의 단점은 적용 범위를 제한합니다. 따라서 나일론의 성능을 향상시키기 위해 개질하는 것이 특히 중요합니다. 중성 충전제인 황산바륨은 나일론 개질에서 강화, 인성 강화, 광택 향상 등 다양한 역할을 합니다.

보강 효과

무기 충전제로서 황산바륨을 첨가하면 나일론의 강성(탄성률)과 경도를 크게 향상시킬 수 있으며, 기어 및 베어링과 같이 높은 탄성률이 요구되는 산업 부품에 적합합니다. 관련 실험 결과에 따르면 나노 황산바륨 함량이 증가함에 따라 나일론의 굽힘 탄성률과 인장 탄성률이 향상됩니다. 특히 나노 황산바륨의 질량 분율이 일정 수준(예: 3%)일 때 나일론의 기계적 특성이 가장 우수해집니다. 이러한 보강 효과는 주로 황산바륨의 강성과 나일론 매트릭스와의 우수한 계면 결합에 기인합니다.

치수 안정성: 가공 또는 사용 중 나일론의 수축 및 휨을 줄이고 치수 정확도를 향상시킵니다.

열 변형 온도(HDT): 폴리머 사슬의 이동을 제한하여 재료의 열 안정성을 향상시키고 고온 환경(예: 자동차 엔진 부품)에서 나일론의 적용 범위를 확대합니다.

강화 효과

황산바륨은 보강 효과 외에도 나일론에 강화 효과를 줄 수 있습니다. 나노 황산바륨 입자와 나일론 매트릭스 사이의 상호작용은 탄성 전이층을 형성하여 계면의 응력을 효과적으로 전달하고 완화시켜 외부 충격 에너지를 흡수 및 분산시키고 재료의 인성을 향상시킵니다. 그러나 황산바륨의 함량이 일정 수준까지 증가하면 응집이 발생하여 재료의 성능이 저하될 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

광택 향상

황산바륨은 자외선 및 적외선 파장 영역에서 강한 빛 반사 능력을 가지고 있어 플라스틱 착색제에서 높은 밝기를 나타낼 수 있습니다. 적절한 입자 크기의 황산바륨을 선택하여 나일론에 충진하면 가공된 제품의 표면 광택을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 황산바륨의 굴절률은 나일론과 같은 고분자의 굴절률과 유사하여 착색 안료의 밝기와 색상을 유지할 수 있습니다.

실제 적용

실제 적용에서 황산바륨은 일반적으로 용융 블렌딩을 통해 나일론 매트릭스에 나노미터 단위로 균일하게 분산됩니다. 이 방법은 나노 황산바륨의 크기 효과, 넓은 비표면적, 그리고 강력한 계면력을 활용하여 황산바륨의 강성, 치수 안정성, 열 안정성을 나일론의 인성, 가공성 및 유전 특성과 완벽하게 결합하여 탁월한 종합적 성능을 제공합니다.

황산바륨은 나일론 개질에서 상당한 강화, 인성 향상 및 광택 개선 효과를 보였습니다. 황산바륨의 함량과 입자 크기 분포를 합리적으로 제어함으로써 나일론의 기계적 특성을 최적화하고, 제품의 내구성과 미관을 개선하며, 성능과 비용의 균형을 맞추고, 특정 상황에 맞는 제형 설계를 최적화하여 나일론의 적용 범위를 넓힐 수 있습니다.