플라스틱 개질제로서 무기 미네랄 파우더는 여러 가지 독특한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있습니다. 비표면적, 우수한 열 안정성 및 기계적 강도를 가지고 있습니다. 최근 무기 미네랄 분말은 플라스틱 성능 향상에 크게 기여하여 플라스틱 산업 발전을 촉진해 왔습니다.
1. 무기 미네랄 분말의 종류
(1) 탄산칼슘
탄산칼슘은 플라스틱에 가장 오래되고 널리 사용되는 무기 충전재입니다. 우수한 백색도, 안정적인 화학적 특성, 낮은 오일 흡수율을 가지고 있습니다. 탄산칼슘을 첨가하면 플라스틱의 경도, 치수 안정성, 가공성이 향상될 수 있으며, 생산 비용도 크게 절감됩니다.
폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)을 예로 들어보면, 탄산칼슘을 첨가하면 두 플라스틱의 인장 강도와 굽힘 탄성률이 향상되고 열 변형 온도도 높아집니다. 초미립 탄산칼슘은 고성능 플라스틱 제조에도 사용될 수 있다는 점도 언급할 가치가 있습니다. 초미립 탄산칼슘은 소재에 더 나은 기계적 및 광학적 특성을 부여합니다.
(2) 활석
활석은 우수한 윤활성뿐만 아니라 내열성과 전기 절연성도 우수합니다. 활석의 비늘 같은 구조와 높은 직경-두께 비율 덕분에 재료의 강성과 경도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한, 활석은 내열성, 열 안정성, 윤활성, 분산성 등의 특성을 가지고 있어 광범위한 분야에 적용 가능하며, 다양한 산업 분야에서 필수적인 소재로 자리매김하고 있습니다.
(3) 카올린
카올린은 우수한 백색도, 안정적인 화학적 특성, 그리고 우수한 전기 절연성으로 높은 평가를 받고 있습니다. 독특한 박편상 구조는 탁월한 충진 및 보강 효과를 제공합니다. 플라스틱 분야에서 카올린의 응용 가치는 주로 충진 및 보강 기능에 있습니다. 안정적인 화학적 특성과 뛰어난 분산성 덕분에 카올린은 다양한 플라스틱에 널리 사용되어 왔습니다. 예를 들어 폴리염화비닐(PVC)과 폴리에틸렌(PE)이 있습니다. 카올린을 첨가하면 플라스틱의 기계적 강도, 내마모성, 열 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 동시에 생산 비용 절감에도 도움이 될 수 있습니다. 일부 고성능 플라스틱에서는 카올린이 난연제 및 대전 방지 첨가제로도 사용됩니다.
(4) 마이카 파우더
마이카는 전기 절연성, 내열성, 내식성이 우수할 뿐만 아니라 광투과율도 뛰어납니다. 다른 무기 분말보다 우수하며, 적외선 차단 기능도 뛰어납니다. 따라서 온실 필름에 널리 사용되어 왔습니다. 중요한 무기 광물 충전재인 마이카 분말은 우수한 물리적, 화학적 특성으로 인해 플라스틱을 포함한 다양한 분야에서 중요한 역할을 해왔습니다.
(5) 규회석
자연에서 규회석은 대부분 섬유질, 방사형, 깃털 모양 또는 덩어리 형태의 응집체로 발견되며, 가장 흔한 형태는 섬유질 또는 바늘 모양의 구조입니다. 플라스틱 산업에서는 규회석의 미세 입자를 균일하게 혼합하여 플라스틱 매트릭스에 첨가하여 플라스틱의 기계적 특성을 효과적으로 개선하고 기계적 강도와 열 안정성을 향상시킵니다. 동시에 규회석은 재료의 내마모성을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다. 백색 필러로서 규회석은 제품의 시각적 효과를 향상시키고 심미적으로도 더욱 아름다운 외관을 제공합니다.
(6) 나노미네랄 파우더
나노 기술의 지속적인 발전으로 나노 크기의 무기 미네랄 분말은 플라스틱 개질 분야에서 큰 잠재력을 보여주었습니다. 나노 미네랄 분말은 넓은 비표면적, 표면 에너지 및 기타 특성을 가지고 있어 플라스틱 개질 분야에서 독보적인 장점을 제공합니다. 예를 들어, 나노 탄산칼슘은 고무 및 플라스틱 제품의 필러로 사용되어 내열성, 내마모성, 치수 안정성, 강성 및 가공성을 향상시키고 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
2. 플라스틱에서 무기 미네랄 분말의 기능 및 메커니즘
(1) 플라스틱의 향상된 기계적 성질
무기 필러를 플라스틱 매트릭스에 혼합하면 다상 복합 구조가 형성됩니다. 무기 분말은 플라스틱 매트릭스 내에 분산상으로 분포되어 있습니다. 무기 분말의 경도와 탄성률은 플라스틱보다 훨씬 높습니다. 응력을 받으면 이러한 분말은 응력을 공유하고 분산시켜 재료의 기계적 강도를 향상시킵니다. 높은 경도를 가진 무기 무기 분말은 플라스틱의 골격 역할을 하여 균열 발생 및 팽창을 방지하고, 변형 및 파단 위험을 줄입니다.
예를 들어, 폴리프로필렌(PP)에 활석 분말을 혼합하면 굽힘 탄성률과 인장 강도가 증가하고 인성이 향상됩니다. 무기 미네랄 분말을 개질하면 플라스틱의 기계적 강도, 경도 및 강성을 크게 향상시키고, 전반적인 기계적 특성을 최적화하며, 충전 복합 재료를 다양한 분야에 널리 적용할 수 있습니다.
(2) 향상된 열적 특성
규회석 분말은 높은 열전도도와 우수한 단열성을 가지고 있어 플라스틱의 열전도도와 화학적 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 운모 분말은 층상 구조와 내열성을 갖추고 있어 플라스틱의 열전도도, 기계적 특성 및 내후성을 향상시키는 데 널리 사용됩니다.
알루미나는 우수한 열전도도와 화학적 안정성을 가지고 있어 플라스틱의 열전도도와 내열성을 향상시키는 데 자주 사용됩니다. 질화붕소는 높은 열전도도와 우수한 전기 절연성을 가지고 있어 플라스틱의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그러나 희소성과 높은 가격으로 인해 주로 고급 응용 분야에 사용됩니다.
(3) 향상된 전기적 특성
전자제품 및 통신 장비 분야에서는 플라스틱의 전기 절연 특성에 대한 엄격한 요건이 적용됩니다. 카올린이나 운모와 같은 특정 미네랄 파우더는 우수한 전기 절연 특성을 가지고 있습니다. 이러한 파우더를 플라스틱에 첨가하면 소재의 절연 특성을 크게 향상시켜 전기 절연 부품 제조에 이상적입니다. 또한, 카본 블랙이나 탄소 나노튜브와 같이 전기 전도성이 우수한 미네랄 파우더를 도입하면 전도성 플라스틱을 개발할 수 있습니다. 이러한 소재는 정전기 방지 및 전자파 차폐 분야에서 광범위하게 활용됩니다.
(4) 재료비 절감
미네랄 파우더의 가격은 폴리머 수지보다 훨씬 저렴합니다. 따라서 플라스틱 소재에 무기 미네랄 파우더를 첨가하면 플라스틱 제품의 생산 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다. 예를 들어, PVC나 PE와 같은 일반적인 플라스틱에 탄산칼슘을 첨가하면 재료비를 절감할 뿐만 아니라 기계적 특성과 가공 특성도 향상됩니다. 대규모 산업 생산에서 적절한 종류와 양의 필러를 선택하면 생산 비용을 어느 정도 절감하는 동시에 플라스틱의 성능을 유지하거나 향상시켜 시장 경쟁력을 강화할 수 있습니다.
3. 플라스틱에 사용되는 무기 미네랄 분말의 특정 응용 시나리오
(1) 자동차 산업
경량 플라스틱 소재는 자동차 산업에서 에너지 절약 및 배기가스 감축을 위해 널리 사용됩니다. 플라스틱에 무기 미네랄 분말을 첨가하면 기계적 물성을 크게 향상시키고 경량 플라스틱 제품을 만들 수 있으며, 이는 특히 자동차 및 항공우주 분야에서 매우 중요합니다.
예를 들어, PP에 활석 분말이나 탄산칼슘을 첨가하면 소재의 인장 강도와 강성을 향상시키면서 무게를 줄일 수 있습니다. 이러한 미네랄 분말을 첨가하면 내열성과 치수 안정성도 향상되어 고온 환경에서 자동차 부품의 적용 요건을 충족할 수 있습니다. 이를 통해 고온 크리프 저항성이 향상되고 수축률이 감소하며, 표면 품질이 향상되고 외관이 더욱 매력적이며, 사용감이 더욱 편안해집니다.
(2) 건축자재
무기 미네랄 분말은 건축 자재 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 독특한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있기 때문입니다. PVC 파이프와 시트 생산 시, 카올린을 첨가하여 만든 복합 재료는 재료의 인장 강도와 굽힘 탄성률을 향상시키는 동시에 내충격성과 내화학성을 향상시킬 수 있습니다. 도로 및 기반 시설의 경우, 석회석 분말과 기타 미네랄 분말은 아스팔트 혼합물의 충전재로 자주 사용되어 도로 표면의 강도와 내구성을 향상시킵니다. 이러한 개량 및 최적화를 통해 무기 미네랄 분말은 건축 자재의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 친환경 건축물 개발을 촉진하여 건설 산업의 지속 가능한 개발 목표를 달성하는 데 기여할 수 있습니다.
(3) 전자 및 전기
플라스틱 소재는 전자 및 전기 산업에서 중요한 역할을 하며, 우수한 전기 절연성과 열전도성을 요구합니다. 전기 절연성은 플라스틱 소재의 핵심 특성이지만, 수요가 높은 응용 분야에서는 개선이 필요할 수 있습니다. 카올린과 마이카 분말은 일반적으로 사용되는 무기 미네랄 분말입니다. 플라스틱 수지와 혼합하면 저항률을 높이고 전기적 고장을 방지할 수 있습니다. 내열성이 높은 마이카 분말은 고온 전자 패키징에 이상적입니다. 알루미나와 질화붕소는 열전도성 분말로, 플라스틱 수지와 혼합하면 열전도도를 향상시킵니다. 이러한 분말은 전자 패키징, 방열 장치, 자동차 엔진 및 기타 응용 분야에 널리 사용됩니다.
(4) 일상 소비재용 무기 미네랄 분말
무기 미네랄 분말은 플라스틱 제품의 특성 향상 및 적응성 향상에 중요한 역할을 합니다. 활석과 운모 분말은 일반적으로 사용되는 두 가지 무기 미네랄 분말입니다. 가전제품 외피 생산 시 활석은 인성을 높이고 균열을 방지합니다. 운모 분말은 내열성을 향상시키고 안정적인 성능을 유지합니다. 카올린과 탄산칼슘은 어린이 장난감 제조에 필수적입니다. 기계적 강도를 높이고, 마찰 계수를 낮추고, 마모를 최소화하며, 가공 성능을 향상시키고, 경도를 높이며, 안전성과 내구성을 보장합니다.
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