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글라스비즈의 실란 커플링제 처리와 그 효과

전문가 제언: ○ 고유가와 그에 따른 에너지 절감의 요청은 자동차 등에 있어서 경량화를 강하게 요구하고 있다. 이에 종래에 철강이 차지하던 많은 부품이 엔지니어링 플라스틱으로 대체되고 있다. 나일론6나 나일론66 등이 대표적인 엔지니어링 플라스틱소재이다.

○ 이들 엔지니어링 플라스틱은 가격이 높다는 단점이 있어서, 용도 확대에 제한이 따른다. 타개책으로 PE나 PP 또는 PVC 등의 범용 플라스틱을 보강재로 강화하여 그 물성을 개량함으로써 용도를 넓히는 방안이 강구되고 있다. 보강재는 글라스파이버(GF), 글라스비즈(GB) 등이 많이 쓰이는데, 이때에 기술적인 문제점이 발생한다. 즉 이들은 무기물이며 이를 유기 고분자에 혼합하였을 때 상호 상용성이 부족하여 계면분리현상이 나타난다.

○ 무기충전재와 유기고분자 양쪽에 동일하게 반응성이 있는 커플링제를 적용함으로써 계면접착력을 향상시키고 보강효과를 최대화 할 수 있다. 이 커플링제로 가장 많이 사용되는 것이 실란 커플링제이며, 그 외에도 티탄계 등 다양한 커플링제가 있다.

○ GF는 0.3~0.5mm의 단섬유가 보통이며, 이를 써서 인장강도 내열성 충격강도 등을 향상시킬 수 있다. 그러나 GF는 사출성형 시 한쪽 방향으로 배향을 하므로 수축 이방성이 발생하는 문제가 있다. GB는 이러한 이방성을 줄이고 사출물의 표면을 더욱 미려하게 하는 장점이 있으므로 최종물의 지향하는 목적에 따라서는 많이 활용이 된다.

○ 그 외의 특수한 유기물 비즈형 충전재로는 폴리카보네이트의 내충격 보강을 위한 PMMA 비즈가 있으며, 국내에서는 처음으로 (주)코오롱에서 사업화하였다. 앞으로의 과제는 전체 매트릭스의 성질을 손상시키지 않으면서 인터페이스에서의 무기-유기 반응성을 균형 있게 조절하여, 염가의 소재로 된 강화재를 보다 많이 충입시킬 수 있는 기술의 발전이 요망된다.

저자: Yoshinobu Nakamura
자료유형: 학술정보