카본 블랙 필러는 중합체 산업에서 중요한 첨가제이며, 폴리머의 방사선 저항에 미치는 영향은 큰 의미의 주제입니다. 주요 카본 블랙 필러 공급 업체로서 우리는이 분야에서 깊이 지식과 풍부한 경험을 가지고 있습니다. 이 블로그는 카본 블랙 필러가 폴리머의 방사선 저항에 어떤 영향을 미치는지 탐구하여 폴리머 제조 및 관련 산업의 사람들에게 귀중한 통찰력을 제공합니다.
탄소 검은 색 필러 및 중합체의 기초
카본 블랙은 주로 원소 탄소로 구성된 미세 분말입니다. 그것은 탄화수소의 불완전한 연소 또는 열 분해를 통해 생성됩니다. 다음과 같은 다른 유형의 카본 블랙이 있습니다N660 Carbon Black그리고N110 Carbon Black, 각각 입자 크기, 구조 및 표면적 측면에서 고유 한 특성을 갖습니다.
반면에 폴리머는 반복되는 구조 단위로 구성된 큰 분자 화합물이다. 그들은 포장, 자동차 부품 및 전자 제품을 포함한 다양한 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 그러나, 폴리머는 종종 방사선에 취약하여 시간이 지남에 따라 물리적 및 화학적 특성의 분해를 유발할 수 있습니다.
중합체의 방사선 손상 메커니즘
카본 블랙 필러가 방사선 저항에 어떤 영향을 미치는지 탐구하기 전에 폴리머의 방사선 손상 메커니즘을 이해하는 것이 중요합니다. 폴리머가 자외선 (UV) 광, 감마선 또는 고 에너지 전자와 같은 방사선에 노출되면 여러 공정이 발생할 수 있습니다.
주요 메커니즘 중 하나는 연쇄 절단으로, 긴 중합체 사슬이 짧은 세그먼트로 나뉩니다. 이는 중합체의 분자량 감소로 이어지며, 이로 인해 인장 강도 및 파손시 신장과 같은 기계적 특성이 감소합니다. 또 다른 메커니즘은 중합체 사슬이 그들 사이에 추가 결합을 형성하는 교차 - 연결이다. 경우에 따라 경미한 크로스 - 연결은 특정 특성을 향상시킬 수 있지만 과도한 크로스 - 연결은 중합체를 부서지기 쉽고 유연하게 만들 수 있습니다. 산화는 또한 방사선 노출, 특히 산소의 존재 하에서 발생할 수 있습니다. 이것은 카르 보닐기 및 기타 산소 (기능성)를 함유하는 기능 그룹의 형성으로 이어질 수 있으며, 이는 중합체의 성능을 추가로 분해 할 수있다.
카본 블랙 필러가 방사선 저항을 향상시키는 방법
방사선의 흡수
카본 블랙은 다양한 유형의 방사선에 대한 우수한 흡수 특성을 가지고 있습니다. 높은 표면적과 독특한 전자 구조는 UV 광 및 다른 형태의 방사선으로부터 광자를 흡수 할 수있게한다. Carbon Black이 중합체 매트릭스에 포함될 때, 그것은 방패 역할을하여, 중합체 사슬에 도달하기 전에 들어오는 방사선을 흡수합니다. 이것은 중합체의 사슬 절단, 교차 - 연결 또는 산화를 유발하는 데 이용 가능한 에너지의 양을 줄입니다.
예를 들어, 폴리머가 햇빛에 노출되는 실외 응용 분야 (상당한 양의 UV 방사선을 함유 함)에서, 탄소 검은 색 필러의 첨가는 중합체 생성물의 서비스 수명을 현저하게 확장 할 수있다. 탄소 검은 색 입자는 UV 광자를 흡수하여 중합체와 상호 작용하여 손상을 유발하지 않습니다.
방사선의 산란
흡수 외에도 카본 블랙은 방사선을 산란시킬 수 있습니다. 방사선이 중합체 매트릭스에서 탄소 검은 입자에 부딪히면 다른 방향으로 산란됩니다. 이것은 중합체를 통해 이동하는 방사선의 강도를 감소시키고 중합체 사슬을 추가로 보호합니다. 산란 효과는 탄소 블랙 필러의 입자 크기 및 분포와 관련이 있습니다. 더 작은 입자 크기는 일반적으로 방사선과 더 효율적으로 상호 작용할 수 있기 때문에보다 효과적인 산란을 유발합니다.
급진적 인 청소
방사선 노출은 폴리머에서 자유 라디칼을 생성 할 수 있습니다. 이들 자유 라디칼은 반응성이 높으며 중합체 분해를 유발하는 사슬 반응을 시작할 수있다. Carbon Black은 급진적 인 청소부 역할을 할 수 있습니다. 탄소 검은 색 입자의 표면은 자유 라디칼과 반응하여 중화시켜 중화 및 중합체 사슬에 추가 손상을 일으킬 수있는 다양한 기능 그룹 및 결함을 함유한다.
방사선 저항에 대한 탄소 검은 색의 영향에 영향을 미치는 요인
입자 크기
앞에서 언급했듯이, 입자 크기는 탄소 검은 색 필러의 방사선 차폐 능력에 중요한 역할을합니다. 더 작은 입자 크기는 방사선 흡수 및 산란을위한 더 큰 표면적을 제공합니다. 예를 들어,N110 Carbon Black입자 크기가 상대적으로 작기 때문에 특정 응용 분야에서 일부 더 큰 입자 크기의 탄소 검은 색과 비교하여 중합체의 방사선 저항을 향상시키는 데 더 효과적입니다. 그러나, 매우 작은 입자 크기는 또한 중합체 매트릭스 내에서 분산에 어려움을 초래할 수 있으며, 이는 복합재의 전반적인 성능에 영향을 줄 수있다.
구조
탄소 검은 색의 구조는 1 차 입자의 응집 정도를 나타냅니다. 높은 구조 카본 블랙은 더 분기되고 상호 연결된 구조를 가지고 있습니다. 이 구조는 더 나은 강화를 제공하고 방사선 차폐 특성에도 영향을 줄 수 있습니다. 높은 구조 카본 블랙은 중합체 매트릭스 내에보다 연속적인 네트워크를 형성하여 방사선의 흡수 및 산란을 향상시킬 수 있습니다. 또한 폴리머 복합재의 기계적 특성을 향상시킬 수 있으며, 이는 방사선 - 유도 손상의 영향을 견딜 수 있습니다.
로딩 레벨
하중 수준으로 알려진 중합체에 첨가 된 탄소 검은 필러의 양은 또 다른 중요한 요소입니다. 일반적으로, 탄소 검은 색의 하중 수준을 증가 시키면 중합체의 방사선 저항이 향상 될 수 있습니다. 그러나 로딩 레벨에는 제한이 있습니다. 과도한 하중은 분산 불량, 중합체 용융의 점도 증가 및 응집체의 형성으로 인한 기계적 특성 감소와 같은 문제로 이어질 수있다. 따라서, 특정 중합체 및 적용 요구 사항에 따라 최적의 하중 수준을 결정해야한다.
탄소의 적용 - 검은 색 - 강화 된 방사선 저항성을 갖는 채워진 폴리머
자동차 산업
자동차 산업에서 폴리머는 범퍼, 펜더 및 그릴과 같은 외부 부분을 포함한 광범위한 구성 요소에 사용됩니다. 이 부분은 햇빛 및 기타 환경 방사선에 노출됩니다. 탄소 - 검은 색 - 채워진 폴리머를 사용함으로써 자동차 제조업체는 이러한 구성 요소가 오랜 기간 동안 외관과 기계적 특성을 유지하도록 할 수 있습니다. Carbon Black 필러가 제공하는 향상된 방사선 저항은 이들 중합체 부품의 색상 페이딩, 균열 및 강도 손실을 방지하는 데 도움이된다.
전기 및 전자 산업
중합체는 전기 절연 및 전자 장치 하우징에 사용됩니다. 경우에 따라, 이들 중합체는 제조 공정 동안 또는 운영 환경에서 방사선에 노출 될 수있다. 탄소 - 검은 색 - 채워진 폴리머는 내부 성분을 방사선으로부터 보호 할 수 있습니다 - 유도 손상. 예를 들어, 장치가 고 에너지 우주 방사선에 노출되는 우주 - 기반 전자 제품에서, 탄소 검은 색 필러가있는 폴리머는 추가 보호 층을 제공 할 수 있습니다.
건설 산업
건설 산업에서 폴리머는 지붕 막, 창 프로파일 및 단열재와 같은 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 이 재료는 종종 햇빛 및 기타 환경 적 요인에 노출됩니다. 카본 블랙 필러의 첨가는 이들 폴리머의 방사선 저항성을 향상시켜 내구성을 높이고 빈번한 교체의 필요성을 줄일 수있다.
중합체 적용에 오른쪽 카본 블랙 필러 선택
탄소 검은 색 필러 공급 업체로서, 우리는 다양한 요구를 충족시키기 위해 광범위한 제품을 제공합니다.N660 Carbon Black좋은 강화 및 방사선 차폐 특성을 가진 일반적인 목적 카본 블랙입니다. 고무 제품 및 일부 플라스틱을 포함한 다양한 중합체 응용에 적합합니다.N110 Carbon Black입자 크기가 작은 높은 성능 카본 블랙이며, 이는 고급 자동차 또는 항공 우주 구성 요소와 같이 높은 수준의 방사선 저항이 필요한 응용 분야에 이상적입니다.
우리는 또한 제공합니다탄소 검은 색 세분화분말 - 카본 블랙 형성에 비해 더 나은 취급 및 분산 특성을 제공합니다. 과립 형태는 폴리머와 혼합하기가 더 쉬워서 중합체 매트릭스에서 충전제의보다 균일 한 분포를 보장한다.
결론
카본 블랙 필러는 중합체의 방사선 저항을 향상시키는 데 중요한 역할을합니다. 흡수, 방사선의 산란 및 라디칼 소거를 통해 중합체 사슬을 방사선으로부터 보호합니다. 특정 중합체 적용을 위해 올바른 탄소 검은 필러를 선택할 때 입자 크기, 구조 및 하중 수준과 같은 요인을 신중하게 고려해야합니다.
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참조
- Wypych, G. (2012). 필러 핸드북, 3 판. Chemtec 출판.
- Allen, NS, & Edge, M. (2012). 중합체 분해 및 안정화의 기초. 와일리.
- Lemaire, J., Gardette, JL, & Lacoste, J. (2004). 중합체 광 물리학 및 광화학 : 원리 및 응용. 와일리 - VCH.