플라스틱 사출 성형에서 Tg와 Tm의 차이점

전이온도(Tg)는 무엇입니까?

유리 전이 온도(Tg) 중합체가 단단하고 유리 같은 상태에서 부드럽고 고무 같은 상태로 변하는 지점을 말합니다. Tg 이상에서는 중합체가 유연해지고 약간의 유동 특성을 보입니다. 이 온도 이하에서는 더 단단하고 유연성이 떨어집니다.

Tg에 영향을 미치는 요인

폴리머의 Tg에는 여러 가지 요소가 영향을 미칠 수 있습니다.

분자량 핵심 요소입니다. 분자량이 높을수록 Tg 값이 높아지는 경우가 많습니다. 분자간 힘 또한 역할을 합니다. 힘이 강할수록 폴리머 사슬의 이동이 어려워져 Tg가 증가합니다.

가소제 Tg를 낮추기 위해 첨가할 수 있습니다. 이는 사슬들이 서로 미끄러져 지나가기 쉽게 만들어 줍니다. 반면, 필러를 첨가하면 움직임을 제한하여 Tg를 높일 수 있습니다. 열 이력 또한 중요합니다. 중합체를 여러 번 가열하고 냉각하면 Tg가 변할 수 있습니다.

녹는점(Tm)은 무엇입니까?

고분자를 가열하면 결정 영역이 고체 상태에서 액체 상태로 변합니다. 이 용융 과정은 용융 온도(Tm)에서 일어납니다. 이 온도는 고분자의 결정 구조와 결합 강도 때문에 재료마다 다릅니다. 결정질 고분자에서는 이러한 패턴이 더 규칙적이어서 용융점이 높습니다.

분자량과 구조의 영향

고분자의 분자량은 용융 온도에 큰 영향을 미칩니다. 분자량이 높은 고분자는 일반적으로 Tm이 더 높습니다. 분자량이 높으면 사슬 얽힘이 심해져 사슬이 움직이고 용융되기 어려워지기 때문입니다.

분자 구조 또한 중요한 역할을 합니다. 선형 고분자는 사슬이 촘촘하게 뭉쳐 있기 때문에 분지형 고분자보다 Tm이 더 뚜렷할 수 있습니다. 크리스탈 완벽함 그리고 사슬 정렬도 Tm에 영향을 미치는데, 정렬이 좋을수록 온도가 더 높아집니다.

Tg와 Tm의 차이점

Tg와 Tm이 폴리머 카테고리를 정의하는 방식

열가소성 플라스틱 vs. 열경화성 수지: Tg와 Tm은 이러한 범주를 구분하는 데 도움이 됩니다. 열가소성 플라스틱은 Tg와 Tm을 모두 가지며 가열 시 여러 번 변형될 수 있습니다. 반면, 열경화성 플라스틱은 고온에서 가교되어 냉각 시 형상이 고정됩니다. 열경화성 플라스틱은 용융되지 않기 때문에 Tg는 있지만 일반적인 Tm은 없습니다.

결정성 및 특성: 결정성이 높은 중합체는 투명하고 날카로운 Tm을 가지며 일반적으로 더 높은 기계적 강도를 갖습니다. 비정질 함량이 높은 중합체는 눈에 띄는 Tg와 더 높은 유연성을 갖지만 구조적 강성은 낮습니다.

금형 제작에서의 Tg와 Tm

유리 전이 온도(Tg)와 용융 온도(Tm)는 사출 성형 및 금형 다이캐스팅 공정에서 중요한 변수로, 가공 조건과 최종 제품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 가공 온도가 Tg 미만이면 폴리머는 단단하고 취성이 있어 성형 과정에서 유연성이 제한되고 파손 위험이 높아집니다. 이로 인해 금형 캐비티에 균열이나 불완전한 충전과 같은 결함이 발생하여 궁극적으로 성형품의 무결성이 손상될 수 있습니다.

반면, Tm은 폴리머를 완전히 용융시키는 데 필요한 최대 온도를 설정하여 재료가 금형 캐비티로 원활하게 흐를 수 있도록 합니다. 온도가 Tm을 초과하면 폴리머가 열화되거나 분해되어 재료 특성이 저하되고 최종 제품에 결함이 발생할 수 있습니다.

가공 온도가 Tg에 근접하거나 초과하면 재료 특성이 크게 변할 수 있습니다. 폴리머는 더욱 유연해져 파손 없이 더 나은 변형을 가능하게 하며, 이는 유동 특성을 향상시키고 복잡한 금형 설계의 충진을 용이하게 합니다. 그러나 고온은 열 산화나 사슬 절단과 같은 새로운 열화 메커니즘을 유발할 수 있으며, 이는 성형 부품의 기계적 강도 및 열 안정성을 포함한 전반적인 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

Tg와 Tm의 영향은 가공 온도를 넘어 성형 작업의 냉각 및 사이클 시간에도 영향을 미칩니다. 냉각 중 온도가 Tg에 가까워지면 재료는 고무 상태에서 유리 상태로 전이하며, 이는 냉각 속도와 사이클 시간에 영향을 미칠 수 있습니다. 냉각 속도가 너무 빠르면 최종 제품에 내부 응력이나 휨이 발생할 수 있습니다. 반대로 냉각 시간이 길어지면 반결정질 폴리머의 결정화가 더 잘 이루어져 기계적 특성이 향상될 수 있습니다.

또한, Tg와 Tm은 가공 중 열전도도, 광학적 투명도, 기계적 성능 등 다양한 재료 특성에 영향을 미칩니다. 예를 들어, Tg 이상에서 가공된 폴리머는 일반적으로 성형 중 발생하는 응력을 더 잘 견딜 수 있기 때문에 향상된 열적 및 기계적 특성을 보입니다. 이는 최종 제품이 기계적 하중이나 열 사이클링을 받는 응용 분야에서 특히 중요합니다.

Tg와 Tm의 영향을 받는 주요 가공 변수에는 사출 유량, 금형 벽 온도, 보압, 그리고 복합재의 섬유 배향 등이 있습니다. 이러한 변수들은 적절한 재료 흐름을 보장하고, 원하는 물리적 특성을 유지하며, 일관된 부품 품질을 달성하기 위해 신중하게 제어되어야 합니다. 예를 들어, 사출 미비나 과도한 플래시와 같은 결함을 유발하지 않고 금형을 효과적으로 충전하려면 최적의 사출 유량이 필수적입니다.

신뢰성 고려 사항 또한 온도 제어의 중요성을 강조합니다. 가공 중 유리전이온도(Tg)를 초과하면 취성 증가 또는 내충격성 감소와 같은 새로운 고장 메커니즘이 발생할 수 있으며, 이는 성형 부품의 전기적 및 기계적 특성 모두에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이는 특히 까다로운 응용 분야에서 최종 제품의 장기적인 신뢰성과 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.

일반적인 플라스틱 사출 성형 재료의 Tg

다음 표는 다양한 플라스틱 사출 성형 재료의 유리 전이 온도(Tg)를 섭씨로 나타낸 것입니다.

몰디와의 협력

컨셉부터 생산까지, 곰팡이 부품 설계, 프로토타입 제작, 금형 설계, 대량 제조를 포함한 종단 간 서비스를 제공합니다.

우리는 가지고 있습니다:

– 고급 플라스틱 사출 금형 제작
– 정밀 다이캐스팅 솔루션
– 맞춤형 사출 성형 서비스
– 전문적인 금형 설계 및 엔지니어링
– 완벽한 OEM/ODM 서비스

복잡한 자동차 부품부터 정밀 산업 부품까지, Moldie는 모든 프로젝트에서 탁월한 서비스를 제공합니다. 최첨단 작업장과 숙련된 팀은 고객의 제조 요구를 최고의 품질과 효율성으로 충족시켜 드립니다.