습기에 노출됐을 때 Stanyl의 강성 저하는 이 소재의 높은 결정도 수준 덕분에 다른 폴리아미드에 비해 적습니다. 이게 어떻게 가능할까요? 유리전이온도(75°C) 이상에서의 성능은 수분 흡수에 영향을 받지 않습니다. Stanyl은 일반적으로 더 높은 작동 온도에서 사용되기 때문에 습기로 인한 영향은 무시해도 좋습니다.
Stanyl 은 소재의 분자 사슬에 아미드기가 있으므로 습기의 흡수를 되돌릴 수 있습니다. 일반적으로 흡습은 유리전이온도의 저하를 초래하여 상온에서 인성 증가와 강성과 강도 감소로 이어질 수 있습니다.
반방향족 폴리아미드 같은 경쟁 소재는 종종 작동 온도 범위에서 더 높은 Tg를 가집니다. 수분 흡수로 인한 Tg의 변화는 종종 중요한 작동 온도에서 특성의 변화를 초래합니다.
또한 더 높은 Tg로 인해 금형 온도가 더 높아야 하므로 안전 위험이 높고 금형 및 유지 보수 비용이 높아지며 가공이 어려운 오일 또는 전기 가열된 금형이 필요합니다.
100°C 이상에서 장시간 동안 노출될 경우 Stanyl은 보다 높은 온도에서 특히 빨리 건조해지며 소재의 특성은 ‘건조’ 곡선에 요약된 수치에 이르게 됩니다. 이로써 폭넓은 온도 범위에서도 일관적인 특성 프로필을 갖게 되며, 특히 어닐링의 효과를 고려하면 더욱 그렇습니다.
습기를 흡수하면 치수가 변화합니다. 다만, 다수의 어플리케이션에 고충전 컴파운드가 사용되기 때문에 이런 치수 변화는 제한적입니다. 유리섬유의 방향 때문에 치수 변화는 주로 흐름 방향에서 수직으로 이뤄집니다(부품의 두께는 아래 표 참조).
| 치수 변화(%) - in Flow/Per. to Flow | Stanyl | Stanyl GF 30 |
PA66 GF 30 |
PPA GF 30 |
Stanyl GF 50 |
|---|---|---|---|---|---|
| 상대습도 50% - 방향성 부품 | 0.7/0.7 | 0.15/0.6-0.9 | 0.1/0.4 | 0.1/0.3-0.4 | 0.1/0.5-0.8 |
| 상대습도 50% - 비방향성 부품 | 0.8/0.8 | 0.3/0.6-0.9 | 0.15/0.4 | 0.15/0.3-0.4 | 0.3/0.3-0.6 |
| 상대습도 90% - 방향성 부품 | 1.8/1.9 | 0.35/1.4 | 0.2/1.0 | 0.2/0.5 | 0.2/1.2 |
| 상대습도 90% - 비방향성 부품 | 2.2/2.2 | 0.5/1.5 | 0.4/0.9 | 0.2/0.3 | 0.8/0.8 |
참고:
방향성 부품: 두께 2mm
비방향성 부품: 두께 3~4mm
| 치수 변화(%) - in Flow/Per. to Flow | PPA 30%GF V0 |
Stanyl 30%GF V0 |
Stanyl 40%GF V0 |
Stanyl 45%GF V0 |
|---|---|---|---|---|
| 상대습도 50% - 방향성 부품 | 0.1-0.15/0.3 | 0.1-0.2/0.5 | 0.1-0.15/0.4 | 0.05-0.1/0.4 |
| 상대습도 50% - 비방향성 부품 | 0.2-0.3/0.5 | 0.15-0.25/0.5 | 0.15-0.25/0.5 | |
| 상대습도 90% - 방향성 부품 | 0.15-0.2/0.5 | 0.2-0.3/1.1 | 0.15-0.2/1.0 | 0.15-0.2/0.9 |
| 상대습도 90% - 비방향성 부품 | 0.4-0.6/1.1 | 0.4-0.5/1.0 | 0.4-0.5/0.9 |
이는 치수면에서 주로 영향이 가장 적은 방향입니다. 치수에 대한 습기의 영향은 온도 변화에 따른 치수 변화에 비해 적습니다(선형 열팽창 계수 - 아래 표 참고). Stanyl은 다수의 소형 커넥터나 SMT 부품 등 치수가 매우 중요한 대부분의 어플리케이션에서 뛰어난 성능을 나타냅니다. 치수 안정성이 매우 중요한 전기 및 전자 어플리케이션을 위해 당사는 전문 분야 난연, 보강 그레이드를 개발했습니다. 46HF5050 및 46HF5041LW를 개발했습니다.
| 그레이드 유형 | 방향 | 값 | 단위 |
|---|---|---|---|
| 보강 | 평행 | 0.2 | E-4/°C |
| 정상 | 0.8 | E-4/°C | |
| 미충전 | 평행 | 0.8 | E-4/°C |
| 정상 | 1.0 | E-4/°C |
습기 흡수는 주로 상온에서 발생합니다. Stanyl 부품의 경우 종종 작동 온도 100°C(210°F) 이상에서 어플리케이션을 사용할 때 건조가 매우 빠릅니다. 이는 다수의 어플리케이션에서 완전 포화를 자주 볼 수 없었고(아래 그림 참조), 습기 흡수의 영향이 때때로 제한적이란 의미입니다.
수분 흡수는 Stanyl을 어닐링 후 크게 줄어듭니다. 어닐링은 고온(> 100°C)에 노출될 때 Stanyl의 비정질 부분이 고밀화되는 결과를 가져옵니다. 이런 현상은 Stanyl에 고유하게 나타나며 되돌릴 수 없습니다.
어닐링은 예를 들어 자동차 어플리케이션에서 사용 시 온도가 올라갈 때 발생합니다. 어닐링은 습기 흡수를 1/3로 줄일 수 있습니다. 어닐링은 Stanyl 부품의 치수 안정성을 향상시키기 위해 별도의 단계로 사용될 수도 있습니다(질소 대기중 사용 선호). 습기는 어닐링의 시간과 온도에 따라 흡수량이 감소되므로 이를 정량화할 수 있는 하나의 모델을 개발했습니다.
강성, 강도, 피로, 크리프 및 내마모성 같은 특성은 어닐링에 따라 일반적으로 개선되는 반면 인성은 경쟁 소재보다 우수한 수준이지만 약간 감소할 수 있습니다. 이로 인해 기어와 같은 어플리케이션의 특성이 크게 향상됩니다.
극히 높은 습도에서 수분 흡습은 소재의 HDT에 가까운 매우 높은 피크 온도에서 솔더링시 블리스터링을 유발할 수 있습니다. 이런 현상은 Stanyl에만 고유하게 나타나는 것이 아니라 일반적으로 다른 폴리아미드와 심지어는 LCP에도 나타납니다. 블리 스터링은 흡습 제어와 공정 최적화를 통해서 방지할 수 있습니다.
Stanyl GF의 수분 흡습 감소 및 어닐 조건의 경쟁 소재
블리스터링은 어플리케이션의 두께에 따라서도 좌우됩니다. 당사는 연구를 통해 특정 두께(보통 0.4mm 범위) 미만의 경우 Stanyl에 블리스터가 발생하지 않는다는 사실을 입증했습니다. 블리스터 모델을 개발하여 습도와 온도를 토대로 비블리스터링 Stanyl의 최적 두께와 어플리케이션 설계를 예측할 수 있습니다.
따라서 블리스터에 민감한 설계의 경우, 당사는 완전히 다른 신소재를 공급합니다. 바로 Stanyl ForTii입니다.
