나일론은 뛰어난 강도, 내구성, 화학물질 및 고온에 대한 저항성 등 기계적, 물리적 특성으로 인해 자주 사용되는 소재입니다. 하지만 취성 및 충격 강도가 약해 특정 산업에서 사용이 제한되는 단점이 있습니다. 이러한 제한을 피하기 위해 나일론에 강화 화학 물질을 첨가하여 기계적 특성을 크게 향상시킵니다.

필러 또는 보강재 강화제 를 폴리머 매트릭스에 적용하여 기계적 특성을 향상시킵니다. 나일론은 강도와 강성을 높이기 위해 섬유나 유리, 탄소, 활석과 같은 입자 충전제로 보강하는 경우가 많습니다. 하지만 나일론의 강도는 이러한 보강재의 영향을 크게 받지 않습니다. 이러한 제한을 극복하기 위해 나일론 매트릭스에는 엘라스토머와 열가소성 고무(TPR)와 같은 강화 첨가제가 사용됩니다.

엘라스토머는 일반적으로 나일론 매트릭스 내에 고무와 같은 입자가 분포되어 있습니다. 이러한 입자는 에너지를 흡수하고 응력이 높은 환경에 노출되었을 때 균열이 확산되는 것을 방지하여 나일론의 내구성을 높여줍니다. 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 카복실 말단 부타디엔 아크릴로니트릴(CTBN), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무는 나일론 강화에 가장 많이 사용되는 세 가지 엘라스토머입니다.

반면 TPR은 고무와 유사한 특성을 가진 열가소성 물질입니다. 나일론과 간단하게 결합하여 내구성이 뛰어난 복합 소재를 만들 수 있습니다. 나일론의 인성, 충격 강도, 파단 연신율은 모두 TPR을 첨가함으로써 향상됩니다. 스티렌 블록 코폴리머(SBC), 열가소성 폴리올레핀(TPO), 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 나일론 강화에 가장 많이 사용되는 TPR입니다.

나일론 매트릭스에서 엘라스토머와 TPR은 에너지를 흡수하고 균열 확산을 막아주는 강화제 역할을 하는 마이크로 도메인 네트워크를 형성합니다. 나일론 복합재의 인성 수준은 이러한 마이크로 도메인의 크기와 분포에 따라 결정됩니다. 일반적으로 경도는 마이크로 도메인이 더 작고 고르게 분포되어 있을수록 증가합니다.

나일론은 엘라스토머와 TPR 이외의 물질로도 강화할 수 있습니다. 예를 들어 나일론의 인성을 높이기 위해 코어-쉘 폴리머를 사용하여 하드 코어와 소프트 쉘을 만들 수 있습니다. 또한 탄소 나노튜브, 그래핀, 점토 등 나노 입자 네트워크를 구축하여 파단 전파를 방지하는 나노 필러를 사용하면 나일론의 인성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

나일론의 기계적 특성, 특히 인성 및 충격 강도를 향상시키기 위해 강화 화학 물질을 첨가합니다. 이러한 목적으로 가장 많이 사용되는 강화제는 에너지를 흡수하고 골절 발생을 막는 마이크로 도메인 네트워크를 생성하는 엘라스토머와 TPR입니다. 나일론 복합재의 인성은 이러한 마이크로 도메인의 크기, 모양 및 분포에 따라 크게 영향을 받습니다. 나일론의 기계적 특성을 개선하기 위해 코어-쉘 폴리머 및 나노 필러와 같은 다른 유형의 강화제를 사용할 수도 있습니다. 나일론은 자동차, 항공우주, 소비재 등 다양한 산업에서 강화 화학 물질을 첨가하여 활용될 수 있습니다.