DSM, 차세대 고성능 폴리아미드 ForTii Ace 출시 :: 산업뉴스

세계적인 생명 과학 및 재료 과학 기업인 Royal DSM은 K 2016에서 새로운 폴리머를 출시하여 다이캐스팅 금속 및 PEEK와 같은 값비싼 엔지니어링 열가소성 플라스틱 대체재로서 큰 걸음을 내디뎠다. ForTii® Ace는 PA4T 화학 기반의 폴리프탈아미드(PPA)로서 기계적, 열적 및 화학적으로 매우 뛰어난 특성을 가지고 있다.

전세계 주요 자동차 시장에서 점점 더 엄격해지고 있는 이산화탄소(CO2) 배출 기준을 충족하기 위해 2025년까지 자동차 OEM의 비중이 자동차 한 대 당 평균 200kg 정도를 차지하게 될 것으로 예상된다. [*출처: 골드만 삭스 (Goldman Sachs), 자동차 2025년: 경량화 (Cars 2025: Light weighting)]. 제한된 설계 공간 내에서 안전과 편안함까지 추구하는 엔진 소형화는 오늘날 설계가 직면하고 있는 도전 과제이다. DSM은 ForTii Ace가 OEM 및 관련 부품 및 시스템 공급업체가 이산화탄소(CO2) 배출 기준을 충족할 수 있도록 돕는 중요한 역할을 맡게 될 것이라고 믿고 있다.

DSM의 ForTii 담당 글로벌 비즈니스 매니저 Konraad Dullaert는 “ForTii Ace를 출시함으로써 DSM은 지금까지 OEM의 큰 도전 과제였던 금속 대체 어플리케이션을 개발하여 다이캐스팅 금속 대체재 영역에서 중요한 걸음을 내딛게 되었다”고 밝혔다. 그는 “적용 어플리케이션은 파워트레인, 트랜스미션, 새시 및 열 관리 어플리케이션이 포함된다. 이와 동시에 현재 다이캐스팅 설계를 포함한 다수의 산업 어플리케이션에도 ForTii Ace를 대체 소재로 활용함으로써 혜택을 받게 될 것”이라고 덧붙였다.

고온 환경에서 장기간의 내구성이 필요한 어플리케이션

Konraad Dullaert는 “우리는 150°C 에 달하는 고온에서 지속적으로 사용하더라도 일정하게 높은 기계적 성능을 나타낼 뿐만 아니라 뛰어난 화학적 안정성을 유지해야 하는 다이캐스팅 금속 대체 어플리케이션 분야를 ForTii Ace의 타깃으로 삼고 있다. 해당 어플리케이션의 경우 설계 공간이 제한적인데다 소음/진동/잡음 (NVH) 문제도 해결해야 한다”고 말했다.

ForTii Ace의 유리전이온도 - 금속의 비정질 영역이 강도 및 경도를 잃기 시작하는 지점 - 는 160°C로서 기타 PPA(기존의 ForTii 그레이드 포함)의 유리전이온도보다 현저히 높으며 PA66보다 최소 80°C 이상 높은 수준이다. 또한 PEEK와 비교하더라도 다양한 자동차 오일 및 화학 물질에 대한 높은 저항성을 가지고 있다.

대부분의 자동차 다이캐스팅 금속 대체 목적의 열가소성 수지는 125°C 이상의 온도에서 작동할 경우 기계적 성능이 현저히 감소한다. Konraad Dullaert는 “ForTii Ace는 이 같은 성능 감소가 나타나지 않아 비약적 개선이 이뤄졌다고 평가할 수 있다”고 말했다. 높은 유리전이온도와 결정도 덕분에 ForTii Ace는 PA6T, PA9T 및 PA10T 기반의 경쟁 PPA들보다 뛰어난 기계적 성능 및 열노화 성능을 보인다. 또한 그는 “ForTii Ace는 방향족 성분의 중량이 50%를 초과하는 유일한 PPA”라고 강조했다.

사실, 뛰어난 내화학성 뿐만 아니라 기계적 성능 덕분에 ForTii Ace의 일부 그레이드는 특정 어플리케이션 에서 PEEK에 대한 비용 효율 측면의 대안으로 제공하게 될 것이다. FortTii Ace는 유리 및 탄소 섬유를 50%까지 첨가하는 다양한 유형의 충전 및 강화제 그레이드를 포함하게 된다.

고내열 폴리아미드의 최신 단계

고내열 폴리아미드 제조사인 DSM Engineering Plastics는 30여년 전 획기적인 폴리아미드 Stanyl® PA46을 개발함으로써 금속 대체재 및 커넥터 부문 내 폴리아미드의 영역을 확장하였으며, 그 후 ForTii와 같은 PPA 클래스의 대체 고내열 폴리아미드를 시장에 진입시켰다. 이제 DSM은 차세대 고내열 폴리아미드를 소개함으로써 어느 때보다도 더욱 엄격해진 요건을 만족할 수 있게 되었다.