자동차 산업에서는 내충격성이 높은 소재가 널리 사용됩니다. 이러한 소재는 차체와 섀시에 사용되어 충돌과 압축을 견뎌냅니다. 탤컴 파우더를 충전한 폴리프로필렌 플라스틱은 소재의 굽힘 성능을 향상시키지만, 내충격성을 다소 저하시킬 수 있습니다. 탤컴 파우더의 품질은 충전된 소재의 내충격성에 상당한 영향을 미칩니다. 일반적으로 실리카(SiO₂) 함량과 입자 크기가 소재의 내충격성에 더 큰 영향을 미칩니다. 본 논문에서는 다양한 실리카 함량과 메시 크기 변화에서 탤컴 파우더를 충전한 제품의 내충격성을 비교합니다.
실험
동일한 미세도이지만 실리카 함량이 다른 세 종류의 활석 분말을 혼합했습니다. 폴리프로필렌 분말 충진 속도를 20%로 설정하여 샘플을 제작했습니다. 이후, 사출 성형을 통해 실리카 함량이 다른 활석 분말 충진 시편 세 세트를 제작했습니다. 충격 저항성을 시험한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었습니다.
그림 1 다양한 실리카 함량에 따른 제품의 충격 저항성
그림 1은 실리카 함량이 증가함에 따라 시료의 내충격성도 그에 따라 증가함을 보여줍니다. 실리카 함량이 높을수록 활석의 순도가 높아지고 불순물이 적어 활석의 품질이 향상되며, 충격 성능이 다른 관련 광물 불순물에 미치는 영향이 줄어들어 시료의 내충격성이 향상됩니다.
실리카 함량은 동일하지만 분말도가 다른 세 종류의 활석 분말을 20% 분말 충진 속도로 폴리프로필렌에 블렌딩하여 시편을 제작했습니다. 이후, 이 시편들을 사출 성형하여 분말도가 서로 다른 활석 분말 충진 시편 세 세트를 제작했습니다. 충격 저항성을 시험한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었습니다.
그림 2 다양한 미세도에 따른 제품의 충격 저항성
그림 2에서 볼 수 있듯이, 제품의 메시 수가 높을수록 내충격성이 우수합니다. 이는 동일한 실리카 함량일 때의 결과입니다. 메시 수가 높을수록 활석 분말 입자가 작아져 비표면적이 커지기 때문입니다. 활석 분말과 수지 사이의 접촉점이 많아질수록 외부 힘에 의해 균열과 응력점이 더 많이 발생하여 재료의 내충격성이 향상됩니다.
결론적으로:
이 두 가지 비교 실험을 통해, 활석가루로 채워진 재료의 경우, 더 높은 미세도와 더 높은 실리카 함량이 모두 충격 저항성을 향상시키는 데 기여한다는 결론을 내릴 수 있습니다.
더 높은 성능 요구 사항이 있는 제품의 경우, 활석분말의 메시 크기와 실리카 함량을 늘리면 재료의 충격 저항성을 향상시킬 수 있습니다.
비용 효율성에 초점을 맞춘 제품의 경우, 필러의 실리카 함량과 미세도를 조절하면 효율성을 유지하면서 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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