견고함 • 경량 • 내부식성 • 디자인의 자유로움

연속 섬유 강화 열가소성 복합재는 이름에서 알 수 있듯이 섬유 강화재와 수지 매트릭스(종종 열가소성 수지)의 조합입니다. 항공우주, 자동차 산업, 스포츠 장비, 건설, 조선 및 기타 분야에서 널리 사용되며 경량, 고강도 및 설계 유연성에 대한 요구를 충족할 수 있습니다.

그것은 다음과 같은 두드러진 특징을 가지고 있습니다:

  • 견고함: 연속 섬유로 인해 재료의 강도와 강성이 향상되어 하중을 받을 때 더 나은 성능을 발휘할 수 있습니다.
  • 경량: 기존 금속 소재에 비해 연속 섬유 강화 열가소성 소재는 일반적으로 더 가벼워 구조의 무게를 줄이고 전반적인 성능을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
  • 내식성: 금속 재료와 비교하여 연속 섬유 강화 열가소성 소재는 일반적으로 내식성이 더 뛰어나고 열악한 환경에서 더 긴 서비스 수명을 갖습니다.
  • 디자인의 자유로움: 열가소성 수지는 가열에 의해 부드러워지고 형태가 변형될 수 있기 때문에 디자인의 자유도가 높고 복잡한 모양과 구조를 만들 수 있습니다.
이 재료의 두 부분에 가장 많이 사용되는 재료 중 일부를 살펴보겠습니다.

연속섬유

폴리머 매트릭스 복합재를 강화하는 데 사용할 수 있는 다양한 유형의 섬유가 있습니다. 가장 일반적인 보강재는 탄소 섬유와 유리 섬유입니다. 최종 용도에 따라 다양한 섬유 재료를 선택할 수 있습니다.

천연섬유(대마, 린넨, 면사 등)

1990년대부터 천연섬유 복합재료가 다양한 응용 분야에서 등장했습니다. 이는 비용이 저렴하고 밀도가 낮기 때문에 자동차 응용 분야에서 특히 매력적입니다. 천연 섬유, 특히 폴리프로필렌 복합재는 재활용성이라는 추가적인 이점으로 인해 더 큰 주목을 받고 있습니다.

  • 저비용, 저밀도(~1.5g/cm3), 경량, 친환경.
  • 유리 섬유보다 섬유 함량이 높습니다.
  • 수명이 다하면 생분해성이 높습니다.
유리 섬유

유리섬유 생산에는 천연섬유 생산보다 재생 불가능한 에너지가 5~10배 더 많이 필요합니다. 천연섬유보다 기계적 성질이 우수하지만 탄소섬유만큼 강하지는 않습니다. 낮은 강성 문제는 두 개의 유리 스킨 사이에 경량 코어를 삽입하여 최종 결과를 더욱 단단하게 만드는 샌드위치 구조를 설계함으로써 쉽게 극복할 수 있습니다.

  • 탄소섬유보다 가격이 저렴하고 유연성이 뛰어납니다.
  • 탄소 섬유에 비해 파단 신율이 더 높습니다.
  • (탄소 섬유보다) 더 깨지기 쉽고 내마모성이 낮습니다.
  • 습기 저항.
  • 산과 용매에 대한 내화학성.
  • 낮은 유전 상수.
  • 전기 절연(종종 장점으로 간주됨).
  • 열 전도성.
  • 탄소섬유보다 기존 산업에서 더 널리 사용됩니다.
탄소 섬유

탄소 섬유 강화 열가소성 복합재는 열경화성 복합재에 비해 가공이 쉽고 재활용 편의성이 뛰어나 많은 주목을 받아왔습니다.

  • 가볍고 강성이 높습니다.
  • 공간 중력은 철의 약 1/4, 알루미늄의 약 2/3입니다.
  • 철보다 강성과 강도가 높습니다(유리 섬유보다 높음).
  • 유리섬유의 인장탄성률이 3배 이상입니다.
  • 높은 열전도율.
  • 열팽창 계수가 낮습니다.
  • 뛰어난 내마모성.
  • 유리섬유에 비해 가격이 약 10배 높습니다.
  • 전도성.
  • 고급 분야용.
현무암 섬유

매우 미세한 현무암 섬유로 만들어진 현무암 섬유는 물리적 기계적 특성에서 유리 섬유보다 성능이 뛰어납니다. 이는 항공우주 및 자동차 부품에 적합하며 기존 유리 및 탄소 섬유를 대체하는 비용 효율적인 신흥 소재가 되었습니다.

  • 긴 피로 수명.
  • 탄소섬유에 비해 가격이 저렴합니다.
  • 유리섬유보다 물리기계적 특성이 더 우수합니다.
고강도 및 모듈러스를 지닌 HMW PE 섬유(HMW=고분자량)

HMW는 UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌) 또는 HMPE(고탄성 폴리에틸렌)라고도 합니다. HWM PE는 현존하는 열가소성 수지의 내충격성 면에서 가장 강력합니다.

  • 강한 내산성.
  • 내마모성.
  • 낮은 수분 흡수.
아라미드 섬유

아라미드는 고분자 방향족 폴리아미드로 만든 합성 섬유입니다. 화학 결합의 위치에 따라 주로 메타 아라미드와 파라 아라미드로 구분됩니다. 파라 아라미드는 인장 강도가 더 좋습니다.

  • 고강도, 높은 탄성률, 높은 내마모성.
  • 내열성이 강합니다.
  • 무게 대비 강도가 뛰어납니다.
  • 높은 현 계수.
  • 높은 강인.
  • 낮은 크리프.
  • 파단 신율이 낮습니다(~3.5%).
  • 염색이 어렵다(보통 용액염색).

열가소성 수지

열가소성 수지는 열을 가하면 부드러워지거나 유동성을 띠고, 냉각되면 원래의 고체 상태로 돌아가는 고분자 화합물이다. 사출 성형에 일반적으로 사용됩니다. 열가소성수지 제품은 내화학성이 강합니다. 대부분은 단단하고 결정질이거나 고무 같은 표면을 가지고 있습니다.

PE(폴리에틸렌)
  • 높은 충격 강도.
  • 높은 연성과 낮은 마찰.
  • 경도와 강성이 낮습니다.
  • 전기 트리잉 저항.
  • 대부분의 상용 수지보다 부드럽고 단단합니다.
PP(폴리프로필렌)
  • PE 수지보다 강성과 강도가 높습니다.
  • 인장강도와 충격강도가 우수합니다.
  • 추운 환경에서는 인성이 낮아집니다.
PVC(폴리염화비닐)

PVC는 다용성, 내구성 및 비용 경쟁력으로 인해 세계에서 세 번째로 널리 사용되는 플라스틱입니다. 특히 가볍고 오래 지속되며 유지 관리가 필요 없는 건축 과정에 필요합니다.

  • 높은 수준의 내화학성.
  • 물과 마모 저항.
  • 자외선 노출을 피해야 합니다.
PPS(폴리페닐렌 설파이트)

PPS는 고성능 열가소성 수지로 흔히 사용되는 엔지니어링 플라스틱입니다.

  • 내열성.
  • 화학적 내성.
  • 치수 안정성이 뛰어납니다.
  • 낮은 수분 흡수.
  • 재활용성.
PEEK(폴리에테르에테르케톤)

PPS 섬유와 마찬가지로 PEEK는 기계적 및 화학적 저항성이 뛰어난 반결정질 열가소성 수지입니다. 더 높은 인성을 제공하는 고급 신소재이지만 가격이 더 비싸고 가공이 어렵습니다.

  • 높은 내화학성.
  • 높은 경도, 강성 및 강도.
  • 피로 및 응력 균열 저항성이 우수합니다.
PC(폴리카보네이트)

대부분의 열가소성 수지와 달리 폴리카보네이트는 균열이나 파손 없이 큰 소성 변형을 겪을 수 있습니다. 자동차 내장재 및 외장재에 자주 사용됩니다.

  • 투명성과 자기소화성이 뛰어납니다.
  • 충격 저항성은 높지만 긁힘 저항성은 낮습니다.
ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)

ABS는 3가지 종류의 모노머가 결합되어 있기 때문에 가공 방법과 이들 성분의 비율에 따라 품질과 최종 특성이 크게 좌우됩니다.

  • 중간 강도.
  • 내열성, 내 충격성 및 인성.
  • 뛰어난 전기 절연 특성.
  • 기계 가공, 샌딩, 접착, 페인팅이 용이하며 프로토타입 제작에 적합한 소재입니다.
  • 내후성이 나쁩니다.
  • 내용제성이 좋지 않습니다.
  • 연소 시 연기 발생량이 높습니다.
  • 비교적 높은 비용.

PA(폴리아미드/나일론)

폴리아미드 수지는 주로 자동차 부품, 스포츠 용품, 기계 부품 등에 사용됩니다.

  • 고강도.
  • 치수 안정성.
  • 내마모성.
TPU(열가소성 폴리우레탄)
  • 기계적 성질과 인성이 우수합니다.
  • 우수한 내마모성.
  • 내화학성, 내유성, 내용제성이 우수합니다.
TOPOLO 연속 섬유 강화 열가소성 복합재

연속섬유 강화 열가소성 복합재료는 테이프와 시트 형태로 존재하는데, UD 테이프(연속 섬유 강화 열가소성 단방향 테이프)와 CFRT 시트(연속 섬유 강화 열가소성 시트)가 있습니다. 당사의 연속섬유 열가소성 소재는 주로 PA, PP, PE, PPS를 수지 매트릭스로 사용하고 유리섬유와 탄소섬유를 보강재로 사용합니다. 또한 열가소성 허니컴 패널 시리즈 및 열가소성 샌드위치 패널 시리즈와 같은 기타 열가소성 복합재 관련 제품도 제공합니다.

열가소성 복합재 생산 라인에 대해 자세히 알아보세요.


UD 테이프

UD 테이프(연속 섬유 강화 열가소성 프리프레그 단방향 테이프)는 연속 섬유 강화 열가소성 복합재의 가장 기본적인 형태입니다. 가장 눈에 띄는 특징은 단 하나의 층으로 이루어져 있으며, 모든 섬유가 한 방향으로만 배열되어 있어 한 방향으로의 인장강도가 매우 높다는 점입니다.

CFRT 시트

CFRT 시트(연속 섬유 강화 열가소성 복합 시트)는 열가소성 단방향 테이프를 다양한 각도(0°/90°, 45°/45°)로 배치한 다층 적층 시트입니다. 이 적층 방법은 다른 방향의 단방향 테이프 단일 층의 인장 강도를 보상할 수 있습니다.

열가소성 벌집 패널

열가소성 폴리프로필렌 벌집 패널은 널리 받아들여지는 새로운 경량 유리 섬유 복합 샌드위치 재료입니다. 발명 이후 다양한 산업계의 주목을 받아왔습니다. 열가소성 표피재인 CFRT(연속섬유강화열가소성) 시트와 열가소성 심재인 폴리프로필렌 허니컴을 열적층으로 제작한 제품입니다.

CFRT 폼 샌드위치 패널

경제적이고 실용적인 열가소성 표피재인 CFRT 시트는 다양한 분야에서 열경화성 FRP 시트를 대체할 수 있습니다. CFRT 시트는 접착제를 통해 다양한 폼 시스템과 결합하여 가볍고 견고한 CFRT 샌드위치 패널을 형성할 수 있습니다. 특히 경량화를 추구하는 박스트럭, 트레일러 등에 널리 사용되고 있습니다. 그리고 계속해서 다른 산업으로 확장해 나가세요.