점토/고분자 나노복합재(Clay/Polymer composites : the story)

전문가 제언

□ 나노기술 중 실용적인 기술의 하나가 점토/고분자 나노복합재이다. 점토가 층상구조를 가져 고분자와 샌드위치상의 섞임이 오래전부터 알려져 왔다. 특히 smectite로 구성된 montmorillonite, 또는 bentonite라는 이상적인 구조의 점토의 존재가 큰 역할을 하였다.

□ 낮은 함량의 점토를 포함하는 고분자 나노복합재는 동일 함량의 종래의 섬유강화 복합재보다 물성과 경제성이 훨씬 우수하여 시장에서 많은 호평을 받으며 적용이 되고 있고, 미래 발전 가능성이 매우 높다. 그러나 높은 함량의 경우에는 종래의 섬유강화 복합재에도 훨씬 미달하는 물성을 보여 시장에 미치는 영향이 거의 없을 것이다.

□ 1980년 이전에도 점토/고분자 복합재가 점토의 각 층 사이에 고분자를 샌드위치식으로 사이넣기(intercalation)한 기술로 응용이 되었으나, 갈색의 불투명성은 이 둘이 일체화가 안 되었다는 것을 보이는 것이었다. 그러나 진정한 점토/고분자 나노복합재 기술은 점토의 각 층이 고분자 속에서 박편으로 분리된 후, 넓게 분산되어(exfoliation) 고분자와 일체가 되어, 광학적으로 고분자처럼 투명하게 됨과 동시에 옛날과 달리 엄청난 물성의 향상이 나타난 것이 비로소 나노기술의 효시이다.

□ Halogen free flame retardant 전선에 대한 응용의 예로, 수산화 알루미늄(ATH) 65중량%와 EVA(VA함량 28%) 35중량%의 기존 처방에 대해, 난연성 향상의 나노기술 처방을 위해 5중량%의 유기점토를 사용하면, 동일한 EVA 35%에 대해 ATH를 5% 줄인 60중량%로 피크 열방출속도를 1/2로 줄일 수 있다. 이렇게 되면 난연성을 향상시키고, 물성도 향상시킬 수 있다는 자료를 2002년 Kabelwerk Eupen AG에서 발표한 바가 있다(기존처방의 피크 열방출속도와 같게 하려면 ATH를 45중량%로 20%를 경감할 수 있어, 많은 물성향상 주장)

□ 표면 처리하여 고분자와의 상용성을 갖도록 한 유기 점토로는 Nanocor Inc.의 Nanomer, Rheox Inc.의 Rheox EA, Sued Chemie의 Nanofil 15, Southern Clay Products의 Cloisite 가 유명하다.

저자

Fengge Gao

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

7(11)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

50~55

분석자

변*호

분석물

• 점토 고분자 나노복합재.pdf [187,488 byte]

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