가볍고, 단열 및 완충 특성으로 알려진 폼 소재는 자동차, 건설에서 스포츠 장비, 포장에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 하지만 폼의 겉보기에는 단순한 구조 아래에는 무엇이 있을까요? 이 기사에서는 가장 일반적인 세 가지 폴리머 폼 소재인 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU), 폴리스티렌(PS)을 탐구하여 특성, 용도 및 미래 트렌드를 자세히 살펴봅니다.
다공성 재료라고도 하는 폼 소재는 수많은 가스로 채워진 기공을 포함하는 고체입니다. 이러한 기공은 서로 연결되거나(개방형 셀 폼) 격리될 수 있습니다(폐쇄형 셀 폼). 다공성 구조는 폼 소재에 다음과 같은 고유한 물리적 특성을 부여합니다.
폼 소재는 폴리머 폼, 금속 폼 또는 세라믹 폼과 같은 기본 재료별로 분류할 수 있습니다. 이 기사에서는 폴리머 폼, 특히 폴리에틸렌, 폴리우레탄 및 폴리스티렌에 중점을 둡니다.
폴리에틸렌 폼은 발포 공정을 통해 폴리에틸렌 수지로 주로 만들어진 다공성 재료입니다. 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나인 폴리에틸렌 폼은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 폼, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 폼, 가교 폴리에틸렌(XLPE) 폼을 포함하여 밀도와 구조에 따라 다양한 유형으로 제공됩니다.
XLPE 폼은 가교 기술을 통해 만들어진 폴리에틸렌 폼의 변형된 버전입니다. 가교는 폴리에틸렌 분자 사슬 사이에 화학 결합을 형성하여 강도, 내열성 및 내화학성을 향상시킵니다. 두 가지 주요 가교 방법이 있습니다.
표준 폴리에틸렌 폼과 비교하여 XLPE 폼은 다음을 제공합니다.
XLPE 폼은 일반적으로 폐쇄형 셀 구조를 가지고 있어 방수 및 방습성이 있습니다. 단열, 방음 및 충격 흡수 특성과 가공 용이성으로 인해 다음 용도에 이상적입니다.
환경 의식이 높아짐에 따라 바이오 기반 폴리머 폼이 주목받고 있습니다. 바이오 기반 XLPE 폼은 사탕수수와 같은 재생 가능한 자원에서 추출한 폴리에틸렌으로 만들어진 다음 가교됩니다. 석유 기반 XLPE 폼과 비교하여 다음을 제공합니다.
성능은 기존 XLPE 폼과 유사하여 유사한 용도에 적합합니다.
압출 폴리에틸렌 폼은 폴리에틸렌 수지를 발포제와 혼합한 다음 고온 및 고압에서 혼합물을 압출하여 생산됩니다. 이 폐쇄형 셀 폼은 저렴한 비용으로 우수한 쿠션 및 단열 기능을 제공하여 전자 제품 및 식품 포장에 널리 사용됩니다.
폴리우레탄 폼은 폴리에테르/폴리에스터 폴리올과 이소시아네이트의 중합 및 발포를 통해 생성됩니다. 우수한 기계적 특성, 내마모성, 내화학성 및 난연성으로 알려진 PU 폼은 고도로 맞춤화할 수 있습니다. 가구, 매트리스, 자동차 및 건설에 널리 사용됩니다.
PU 폼은 경도에 따라 분류됩니다.
또한 기공 구조에 따라 분류됩니다.
구조적 복잡성으로 인해 PU 폼은 종종 패널에 재사용하기 위해 조각으로 분쇄하여 재활용됩니다.
폴리스티렌 폼은 발포를 통해 폴리스티렌 수지로 만들어집니다. 낮은 밀도, 단열 및 가공 용이성으로 인해 포장, 건설 및 콜드 체인 물류에 흔히 사용됩니다.
두 가지 주요 유형이 있습니다.
그러나 PS 폼은 가연성이 높고 분해 속도가 느려 환경 문제를 야기합니다. 연구는 생분해성 대안 및 재활용 방법에 중점을 둡니다.
고무 폼은 천연 또는 합성 고무(예: 니트릴 고무 또는 EPDM)로 만들어진 다공성 엘라스토머입니다. 탄성, 내마모성, 내후성 및 내화학성이 뛰어나 밀봉, 진동 감쇠 및 방음에 적합합니다.
TPE 폼은 고무와 같은 탄성과 플라스틱과 같은 가공성을 결합합니다. 사출 또는 압출을 통해 성형할 수 있으며 밀봉 및 쿠션 용도에 탄성, 내구성 및 내화학성을 제공합니다.
PVC 폼은 내화학성, 난연성, 내후성 및 경제성으로 높이 평가됩니다. 건설, 간판 및 장식 요소에 사용됩니다.
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