PPS 플라스틱이란 무엇인가요?

폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 내화학성이 뛰어난 고성능 열가소성 수지로 최대 200°C의 모든 온도에서 용매에 거의 용해되지 않으며 수분 흡수율이 낮고 기계적 강도와 열 안정성이 높아 정밀 기계 가공 부품에 적합합니다. 이동 고온 플라스틱 소재 페이지에서 더 많은 관련 자료를 확인할 수 있습니다.

이 소재는 반결정질이며 녹는점은 최대 225°F, 열 분해는 최대 425°F입니다. 열팽창 계수가 낮고 제조 과정에서 응력이 완화되므로 정밀한 공차가 필요한 부품에 이상적입니다. 극한 조건에서 PPS는 우수한 성능을 발휘하며 저온에서 PEEK의 저렴한 대체재로 사용할 수 있습니다. 이온 불순물이 매우 낮기 때문에 고순도가 필요한 분야에 적합한 소재입니다.

다음 주소로 이동할 수 있습니다. PEEK 사출 성형 페이지에서 PEEK 자료에 대해 자세히 알아보세요.

다양한 PPS 등급이 생산되며 유리 섬유 강화, 광물성 및 내부 윤활 버전으로 제공됩니다. 낮은 마찰 계수, 향상된 내마모성, 높은 충격 강도 등의 장점이 있습니다.

PP 플라스틱 소개

폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 내화학성이 뛰어난 고성능 열가소성 플라스틱으로, 최대 392°F(200°C)의 온도에서 모든 용매에 내성이 있는 소재입니다. 수분 흡수율이 낮고 기계적 강도와 열 안정성이 뛰어나 정밀 엔지니어링 부품이 필요한 분야에 적합합니다.

폴리페닐렌 황화물(PPS)의 열적 특성

PPS는 열 안정성이 매우 높은 것으로 잘 알려져 있으며 고온 및 저온에서 특성 변화 없이 작동할 수 있습니다. 다음 사양은 비충진 등급인 Techtron® 1000 PPS에 대해 실시한 테스트에서 도출된 것입니다.

열 변형 온도(HDT)

열변형 온도는 특정 유형의 플라스틱이 특정 무게 하에서 변형이 시작되기 전에 견딜 수 있는 열의 양을 나타냅니다. PPS의 경우 ISO 75-1/2 및 ASTM D648 표준에 따라 1. 8MPa(264PSI)로 하중을 가했을 때 115°C(250°F)입니다.

최대 서비스 온도

PPS의 연속 사용 온도는 최대 220°C에 달할 수 있으며, 공기 중에서 약 20,000시간 동안 매우 오랫동안 사용할 수 있으며 물리적 특성에는 영향을 미치지 않습니다.

PPS 플라스틱 융점

PPS의 유리 전이 온도는 I1357-1/-3에 따르면 280°C인 반면 ASTM D3418 테스트 표준에 따르면 540°F입니다.

열 전도성

열전도율은 해당 소재가 열을 얼마나 잘 전도하는지를 정의합니다. 열 전도성: 보시다시피 PPS는 PEEK보다 열전도율이 높지만 PE와 PTFE보다 열전도율이 낮습니다. 실온(23°C 또는 73°F)에서 PPS의 열전도도 값은 다음과 같습니다:

ISO: 0.3W/(K-m)

ASTM: 2BTU in. /(hr-ft²-°F)

가연성 및 내화성

PPS의 난연성은 UL 94 V-0 등급으로 상당히 우수하며 추가적인 필러나 첨가제가 필요하지 않습니다. ISO 4589-1/2에 따라 수행된 테스트 결과에 따르면 산소 지수는 44%이며, 이는 재료의 내화성에 대해서도 말해줍니다.

선형 열팽창 계수(CLTE)

선형 열팽창 계수 또는 CLTE는 온도가 상승할 때 소재가 얼마나 팽창하는지를 나타냅니다. PPS는 PET 및 POM과 같은 대부분의 다른 엔지니어링 플라스틱에 비해 CLTE가 40 미만으로 PEEK 및 PAI보다 훨씬 더 비용 효율적입니다. 이 낮은 팽창률은 중온에서 고온 환경에서 정밀한 허용 오차가 요구되는 애플리케이션에 유용합니다.

폴리페닐렌 황화물(PPS)의 기계적 특성

PPS는 낮은 팽창 계수와 높은 기계적 강도의 균형으로 잘 알려져 있으므로 하중을 견디는 응용 분야와 복잡한 가공이 필요한 부품에 모두 적합합니다. 다음 사양은 비보강 등급인 Techtron® 1000 PPS에 대해 수행한 테스트를 기반으로 합니다.

주요 기계적 특성

밀도

채워지지 않은 PPS의 밀도는 약 1입니다. 35g/cm³. 예를 들어 40% 유리 섬유로 강화하면 밀도는 약 1.66g/cm³로 증가합니다.

PPSU 사출 성형

인장 강도

이 인장 강도는 비슷한 가격대의 다른 엔지니어링 플라스틱에 비해 훨씬 높은 인장 강도를 자랑합니다. Techtron® 1000 PPS의 인장 특성은 인장 강도 102MPa(13,500 PSI), 항복 변형률 12%, 파단 변형률 12%로 구성됩니다.

압축 강도

언급할 만한 또 다른 기계적 특성은 ASTM D695 테스트에 따르면 약 21,500 PSI로 추정되는 PPS의 압축 강도입니다.

경도 및 내충격성

PPS는 뛰어난 경도와 내충격성을 보여줍니다: PPS는 뛰어난 경도와 내충격성을 보여줍니다:

로크웰 M 경도: 100(ISO), 95(ASTM).

로크웰 R 경도: 125, (ASTM)

차피 충격 강도: 노치가 없는 샘플은 균열이 없는 반면, 노치가 있는 샘플은 약 2. 0 kJ/m²의 강도를 가집니다.

이조드 임팩트(노치): 0.60ft-lb/in.

굴곡 속성

PPS 폴리머는 높은 강도와 굴곡률을 가지고 있어 구조용도로 사용할 수 있습니다. 강도와 하중을 견딜 수 있는 능력을 나타내는 굴곡 강도는 155MPa(21,000 PSI), 굴곡 계수는 575 KSI입니다.

PPSU LSG

PPS는 다소 높은 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 고강도 및 정밀 부품이 필요한 산업에서 사용할 수 있다고 말할 수 있습니다.

폴리페닐렌 황화물(PPS)의 전기적 특성

폴리머 소재 중에서도 폴리페닐렌설파이드(PPS)는 고전압 전기 절연에 특히 적합합니다. 반결정과 비극성 분자 구조로 인해 전자 이동도가 매우 낮고 전기 저항이 높아 전기가 잘 통하지 않습니다.

다음 전기 사양은 비충진 등급인 Techtron® 1000 PPS에서 수행한 테스트를 기반으로 합니다.

표: 주요 전기적 특성

유전체 강도

유전체 강도는 응력을 받았을 때 재료의 전기적 강도를 말합니다. 비충진 PPS의 경우 이 값은 IEC 60243-1에 따라 약 18kV/mm 또는 ASTM D149 표준에 따라 밀당 540V입니다. 이 특성은 전기 절연체로서 PPS의 성능을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다.

전기 저항

반면 전기 저항은 전류의 흐름에 대한 저항을 제공하는 재료의 능력을 측정하는 척도입니다. PPS는 전기 전도도가 매우 낮기 때문에 다른 일반적인 엔지니어링 플라스틱에 비해 전기 저항이 낮기 때문에 절연 서비스에 사용하기에 이상적입니다. 비보강 PPS의 표면 저항은 10^12 Ohm/sq(ANSI/ESD STM 11. 11), 체적 저항은 10^13 Ohm/cm(IEC 62631-2-1)로 나타났습니다.

폴리페닐렌 황화물(PPS)의 화학적 호환성

PPS의 가장 중요한 특성 중 하나는 내화학성이 매우 우수하다는 점으로, 특히 비용을 고려할 때 현재 시판되는 엔지니어링 열가소성 수지 중 가장 내화학성이 뛰어난 제품 중 하나입니다. 또한 수분을 흡수하는 양이 훨씬 적기 때문에 다양한 까다로운 용도에 더욱 잘 견딥니다. PPS는 다음과 같은 환경에 탁월한 선택입니다:

• 강산과 강염기: 또한 황산, 염산, 수산화나트륨, 수산화칼륨과 같은 일부 물질에 노출될 수도 있습니다.
• 유기 용제: PPS는 알코올, 케톤, 에스테르 및 방향족 탄화수소를 포함한 여러 유기 용제에 대해 허용 가능한 용제 내성을 나타냅니다.
• 산화제: 이 물질은 과산화수소 및 염소와 같은 산화제와 함께 사용할 수 있습니다.
• 탄화수소: 또한 연료, 오일 및 자동차에 사용할 수 있는 모든 유형의 윤활유와 함께 사용할 수 있습니다.

• 할로겐: 표백제 사용, 제자리 세척/제자리 살균과 같은 살균 및 소독이 필요한 용도에 적합합니다.
• 수분 및 습도: 습기 흡수율이 낮기 때문에 습도가 높은 장소에 이상적입니다.

대체로 PPS 소재는 광범위한 화학 물질과 접촉하는 애플리케이션에 사용하기에 이상적이며 열악한 환경에서도 오래 지속되는 서비스를 제공합니다.

폴리페닐렌 황화물(PPS)의 응용 분야

폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 여러 가지 특수한 특성을 가진 고성능 열가소성 소재입니다. 상대적으로 저렴한 비용으로 제품을 생산할 수 있기 때문에 여러 산업, 특히 고온과 관련된 산업에 적합합니다.

다음은 주요 애플리케이션에 대한 분석입니다:

자동차 산업

PPS는 열악한 적용 분야에서 금속 및 기타 재료를 대체할 수 있기 때문에 자동차 산업에서도 활용도가 높습니다. 특히 다음에 노출되는 부품에 효과적입니다: 다음에 노출되는 부품에 특히 효과적입니다:

• 고온: 자동차 보닛 아래 등 고정 장비를 설치하기 어려운 공간에서 사용하기에 가장 적합합니다.
• 자동차 유체: 다양한 종류의 유체에 쉽게 부식되지 않습니다.
• 기계적 스트레스: 스트레스가 많은 순간에 꼭 필요한 지구력을 제공합니다.

주요 자동차 애플리케이션은 다음과 같습니다:

• 연료 분사 시스템
• 냉각수 시스템
• 워터 펌프 임펠러
• 온도 조절기 하우징
• 전기 브레이크 부품
• 스위치 및 전구 케이스

내부 또는 외부 트림 부품의 경우 PPS를 자주 사용하지 않는 경우도 있지만, 기능성 자동차 애플리케이션에는 매우 적합합니다.

전기 및 전자

PPS는 전기 및 전자(E&E) 부문에서 선호되는 소재입니다:

• 높은 내열성: 열에 노출되는 부품에 가장 적합합니다.
• 뛰어난 인성과 치수 안정성: 정확도에 민감한 애플리케이션에서 신뢰성을 보장합니다.
• 낮은 수축: 복잡한 커넥터와 소켓을 올바른 방식으로 더 잘 형상화할 수 있습니다.

PPS는 추가 난연제를 사용하지 않고도 UL94 V-0 가연성 등급을 획득한 것으로도 유명합니다. 일반적으로 다음에서 사용됩니다:

• 커넥터 및 소켓
• 전기 코일용 보빈
• 전자 하우징
• 하드 디스크 드라이브 구성 요소
• 스위치 및 릴레이

따라서 저온에 대한 내성이 약한 폴리머를 대체할 필요가 있기 때문에 E&E 애플리케이션에서 PPS로의 전환은 필수적입니다.

가전 제품

수축과 팽창을 최소화하고 열에 노출되어도 부식되지 않고 가수분해되지 않는 특성으로 인해 PPS는 다양한 가전제품에 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 난방 및 냉방 구성 요소
• 프라이팬 손잡이
• 헤어 드라이어 그릴
• 스팀 다리미 밸브
• 토스터 스위치
• 전자 레인지 턴테이블

산업 용도

화학적으로 공격적인 환경이 존재하는 기계 공학 분야에서 금속과 열경화성 플라스틱을 대체하는 경향이 관찰되고 있습니다. 이러한 특성은 다음과 같은 분야에 이상적입니다:

일반적으로 강화 사출 성형은 표준 사출 성형이 아니라 산업화가 많이 진행된 분야로 간주됩니다.

섬유 압출 공정 및 논스틱 코팅.

• 펌프, 밸브, 파이프 등 장비 및 정밀 기계류를 위한 압력 성형 부품.
• 유전에서 사용되는 원심 펌프 구성품과 이를 위한 로드 가이드.
• HVAC 시스템, 컴프레서 부품, 송풍기 하우징, 온도조절기 부품과 같은 장비의 요소입니다.

의료 및 헬스케어

의료 산업에서 유리 강화 PPS는 수술 도구 및 고온에 강하고 내화성이 있어야 하는 기타 장비의 구성 요소에 사용됩니다. 또한 PPS 섬유는 의료용 멤브레인 및 기타 용도로도 사용됩니다.

다양한 머티리얼 옵션

PPS는 유리로 채운 것, 미네랄로 채운 것, 내부 윤활 처리된 것 등 다양한 형태로 제공됩니다. 이러한 옵션에는 마찰 감소, 내마모성 향상, 충격 강도 증가와 같은 이점이 포함될 수 있습니다.

합성 방식에 따른 PPS 유형

폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 합성 공정에 따라 크게 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 각 유형은 고유한 특성과 이점을 제공하므로 다양한 응용 분야에 적합합니다.

PPS 유형 개요

세부 특성

• 선형 PPS: 선형 PPS는 기계적 강도가 높기 때문에 제품의 인장 강도와 유연성이 필요한 곳에 사용됩니다. 또한 유리 전이 온도인 약 85℃ 이상의 열에 노출되면 빠르게 응고되므로 다양한 생산 공정에서 유용하게 사용할 수 있습니다.
• 치료된 PPS: 또한 경화 공정은 열경화성 소재의 분자량과 특성을 증가시켜 고온 사용에 이상적입니다. 이러한 변화는 구조물의 강도와 안정성을 높여준다는 점에서 유익하며, 이는 응력이 높은 조건에서 특히 중요합니다.
• 분기된 PPS: 분기형 PPS는 분기 구조로 되어 있어 용도에 따라 높은 인성과 내충격성을 제공하는 데 유용합니다. 연성이 높기 때문에 동적 하중이나 충격을 받을 수 있는 부품에 적합합니다.

이러한 유형의 PPS에 대한 이해를 바탕으로 제조업체는 성능과 수명을 개선하기 위해 자신의 애플리케이션에 적합한 유형의 재료를 선택할 수 있습니다.

첨가제를 통한 PPS 플라스틱 소재 특성 개선

PPS는 다양한 유형으로 제공되며 고유한 내화학성으로 인해 다양한 첨가제와 혼합하여 특성을 개선할 수 있습니다. 이를 통해 기계적 특성, 열적 특성 및 기타 관련 특성을 개선할 수 있습니다.

PPS는 일반적으로 필러와 섬유를 사용하여 개질하거나 다른 열가소성 플라스틱과 공중합하여 특성을 향상시킵니다. 널리 사용되는 보강재는 다음과 같습니다:

• 유리 섬유
• 탄소 섬유
• PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)

다음과 같은 여러 등급의 PPS가 제공됩니다:

• 채워지지 않은 자연
• 30% 유리 충전
• 40% 유리 충전
• 미네랄이 가득한
• 유리-미네랄 충전
• 전도성 및 정전기 방지 변형
• 내부 윤활 베어링 등급

이 중 PPS-GF40과 PPS-GF MD 65는 뛰어난 성능으로 시장의 표준으로 떠오르며 상당한 시장 점유율을 차지하고 있습니다.

서로 다른 등급의 PPS 간 속성 비교

다음 표에는 PPS의 미채움 등급과 채움 등급의 일반적인 특성이 요약되어 있습니다:

PPS 등급별 속성 비교

다음 표에는 PPS의 미채움 등급과 채움 등급의 일반적인 특성이 요약되어 있습니다:

폴리페닐렌 황화물(PPS) 가공 기술

PPS 수지는 블로우 성형, 사출 성형, 압출 등 다양한 공정에 사용되며 일반적으로 300~350℃의 온도에서 사용됩니다. 하지만 용융점이 높아 장비 과열의 가능성이 있는 충진재 등급을 가공하기가 쉽지 않습니다.

사전 건조 요구 사항

성형 공정은 성형 제품의 모양을 변형하고 흘러내림을 방지하는 데 매우 중요합니다. PPS는 다음 온도에서 건조하는 것이 좋습니다: PPS는 다음에서 건조하는 것이 좋습니다:

• 150-160°C에서 2~3시간 또는 170-180°C에서 1~2시간 또는 200-220°C에서 30분-1시간 동안 보관합니다.
• 120°C에서 5시간 동안

이 단계는 탄소 섬유로 채워진 등급이 부풀어 오르고 최종 제품에 해로운 수분을 흡수하는 것으로 알려져 있기 때문에 특히 중요합니다.

사출 성형 파라미터

PPS는 사출 성형으로 가공할 수 있다는 점을 지적하는 것이 중요합니다. 성형 공정의 생산성을 향상시키려면 금형 온도는 섭씨 50도, 결정화 후 온도는 섭씨 200도여야 합니다. 그러나 이 방법은 높은 치수 안정성이 요구되는 응용 분야에는 적용할 수 없습니다. PPS는 충전 점도가 낮기 때문에 금형 밀폐에 집중할 필요가 있습니다.

일반적인 매개 변수는 다음과 같습니다:

• 실린더 온도: 300-320°C
• 금형 온도: 120-160°C로 원단이 적절한 방식으로 결정화되고 뒤틀리지 않도록 합니다.
• 사출 압력: 40-70 MPa
• 나사 속도: 40-100 RPM

압출 프로세스

PPS는 압출도 가능하며 이 공정은 섬유, 모노필라멘트, 튜브, 막대 및 슬래브 생산에 적용됩니다. 권장 처리 조건은 다음과 같습니다:

• 건조 온도: 3시간 동안 121°C
• 금형 온도: 300-310°C
• 용융 온도: 290-325°C

PPS의 지속 가능성

그러나 PPS를 책임감 있게 조달하고 제조할 때 지속 가능한 폴리머 중 하나로 간주됩니다. 지속 가능성은 다음 요소에 달려 있습니다: 이를 바탕으로 지속 가능성은 다음 요인에 따라 달라집니다:

원자재 소싱:

PPS 제조 시 재생 가능한 재료를 선택하면 온실가스 배출량을 줄이고 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

내구성:

PPS는 열과 화학 물질에 마모되지 않으므로 대부분 마모되지 않아 오래 지속되며 교체가 거의 필요하지 않습니다.

재활용 옵션: 폴리페닐렌 설파이드는 다음과 같은 방법으로 재활용할 수 있습니다:

• 기계적 재활용: 제분 또는 절단과 같은 공정.
• 화학 물질 재활용: 해중합 또는 기타 유사한 단계가 수행됩니다.

PPS는 녹는점이 높고 화학적으로 불활성이기 때문에 재활용에 장애가 되지만, PPS 및 기타 유사한 열경화성 폴리머를 재활용하기 위한 시설에 투자한 소비 후 플라스틱 재활용 산업이 지속적으로 발전하여 순환 경제에 기여하고 있습니다.

경량 기능

PPS의 가장 일반적이거나 선호되는 용도는 가볍고 염분과 자동차 유체에 부식되지 않는 역할을 하기 때문에 금속을 대체하는 것입니다. 여러 기능을 수용하기 위해 복잡도가 높은 여러 세그먼트를 올바르게 조립할 수 있습니다.

인증 및 안전 고려 사항

재활용 및/또는 바이오매스로부터 생산된 재료로 만들어지고 ISCC+ 인증을 받은 PPS 제품은 지속 가능한 것으로 간주됩니다. 이러한 제품은 인체와 환경에 그다지 유해하지는 않지만 관련 위험을 최소화하기 위해 주의를 기울여야 합니다.

PPS를 통한 사출 성형의 이점

폴리페닐렌 설파이드(PPS)를 사용한 사출 성형은 많은 장점을 가지고 있어 고성능 부품 제조에 선호됩니다.

뛰어난 기계적 강도

PPS는 인장 강도, 굴곡 강도, 충격 강도 등 기계적 특성 측면에서 소재로서 몇 가지 우수한 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 PPS 부품은 재료 강도가 가장 중요한 가혹한 조건에서도 견딜 수 있습니다.

뛰어난 열 안정성

PPS의 주요 특징 중 하나는 내열성으로, 고온에 장시간 노출되어도 분해되거나 강도와 탄성이 떨어지거나 뒤틀리지 않습니다. 열 안정성이 뛰어나기 때문에 열이 발생하는 곳에서 사용하기에 적합합니다.

뛰어난 내화학성

PPS는 산, 염기, 용매, 탄화수소 등 여러 화학 물질에 대한 내성이 높은 것으로 보입니다. 이러한 특성 덕분에 까다로운 화학 물질에 사용하기에 적합합니다.

일관된 치수 안정성

또한 PPS 부품은 온도 변화에 따른 모양과 크기 변화의 영향을 받지 않으므로 엄격한 공차가 필요한 애플리케이션에 사용하기에 적합합니다.

가벼운 구성

PPS는 금속보다 상대적으로 밀도가 낮으면서도 기계적 강도가 우수하여 무게가 중요한 요소인 애플리케이션에 더 적합합니다.

PPS 플라스틱 사출 성형의 단점

그러나 사출 성형 공정에서 PPS의 다음과 같은 제한 사항을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 요소를 평가하여 특정 용도에 적합한지 여부를 더 잘 이해해야 합니다.

더 높은 비용

PPS 수지는 다른 열가소성 플라스틱에 비해 상대적으로 비싸기 때문에 대규모 생산이나 비용에 민감한 프로젝트에서 PPS를 사용하는 전체 비용이 높아질 수 있는 요인입니다.

연마 품질

PPS의 기계적 특성을 개선하기 위해 사용되는 필러의 높은 혼입 정도는 사출 성형 장비의 마모에 영향을 미칩니다. 이로 인해 나사, 배럴 및 금형의 수명이 다하기 전에 마모가 발생할 수 있습니다.

제한된 색상 선택

제대로 준비된 PPS는 일반적으로 검은색 또는 짙은 갈색이므로 완제품에서 밝거나 밝은 색조를 사용할 수 있는 가능성이 제한됩니다.

내재된 취성

PPS는 다소 부서지기 쉽지만 이는 큰 문제는 아니며 섬유와 보강재를 사용하여 균형을 맞출 수 있습니다. 그러나 이러한 첨가제는 재료의 특성을 변경하여 강도, 표면 마감, 치수 안정성 및 제품 비용에 영향을 줄 수 있습니다.

결론

결론적으로, 사출 성형은 다음과 같은 장점이 있습니다. PPS 는 특히 기계적 부하, 내열성 및 내화학성이 높은 고성능 부품의 경우 여러 가지 이점을 제공합니다. 하지만 프로젝트의 특성에 따라 더 높은 비용과 접근 방식의 일부 내재적 한계를 고려해야 합니다. 따라서 제조업체는 이러한 요소를 비교하여 성능과 비용을 극대화하기 위해 애플리케이션에서 inS의 활용에 대한 올바른 결정을 내릴 수 있습니다.