니트(neat)와 탄소 강화 폴리에테르 에테르 케톤 (PEEK)의 압출 성형 (ASTM D3835)

뛰어난 높은 온도에서의 (강화된 등급을 위해 최대 400 º C) 화학적 저항성과 기계적 특성 때문에 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)은 항공산업분야, 자동차산업, 의료 산업에서 광범위하게 쓰입니다. PEEK는 강도, 응용성, 내화학성과 처리의 용이성에서 우월한 조합을 보일 뿐만 아니라, 유리 또는 탄소 섬유와 같은 필러(filler)가 강화될 때 특출한 기계적, 열적 특성을 보입니다. PEEK의 압축 성형은 위에서 언급된 이유들로 매우 흥미롭습니다.

우리는 유동 특성을 이해하기 위하여 CEAST 캐필러리 레오미터(Capillary Rheometer)에 비강화 PEEK (니트 PEEK)와 탄소섬유강화 PEEK(C/PEEK)를 시험했습니다. 우리는 400º C에서 니트 PEEK와 C/PEEK를 시험하기 위하여 길이-직경의 비율이 5, 20 그리고 30인 3개의 일자 모세관을 사용합니다. 예열 시간은 ASTM D3835을 따르기 위해 6분으로 설정되어 있으며, 재료는 1000N의 일정한 힘으로 충진 됩니다. 시험은 C/PEEK의 처리 과정을 이해하고 각각의 전단 속도에서 점도를 알아내기 위해서 수행됩니다.

니트(neat) PEEK가 대부분 폴리머(polymer) 거동의 전형이며, 점성을 전단 속도에 따라 다르게 보여줍니다. 반면에 C/PEEK는 섬유와 폴리머의 상호작용에서 폴리머의 유동성이 적기 때문에 전단에 민감하지 않습니다. 또한 점도는 유동계 배럴(rheometer barrel)에서 재료가 더 많이 체류하면 증가함을 알 수 있었습니다.

C/PEEK와 같은 첨가된 재료에 관하여 원뿔형 주입구를 가진 다이(inlet dies)는 평평한 헤드의 다이(head dies)와 비교하였을 때 모세관(capillary) 안으로 용융재의 안정되게 모여 들어가도록 유동성을 균질화하는데 도움이 될 수 있습니다. 원뿔형의 주입구 다이(inlet dies)는 더 안정되고 지속적인 흐름을 돕는 것뿐 만이 아니라 사후 검사 클리닝 과정을 더 용이하게 합니다.