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임계점 근처의 겔을 이용한 분자 복합재료의 설계

전문가 제언: ○ 이종(異種) 고분자를 혼합하여 생성되는 폴리머 블랜드(blend)와 폴리머 알로이(alloy)의 구조와 성질과의 관계는 연구보고가 많이 있다. 반면에 단순한 상분리 구조를 이용하는데 그치지 않고 이종 고분자간의 분자응집 상태를 제어하는 “분자 복합재료(molecular composite)”도 차세대 재료로서 주목을 받고 있다.

○ 일반적으로 성형가공성 향상이 요구되는 고분자 재료에는 직쇄상 고분자가 많으며, 직쇄상 고분자는 용융상태에서는 탄성이 부족하다는 문제가 있다. 이들 재료는 자유공간에서 변형이 수반되는 성형가공에서 문제가 많이 발생하여, 분지(分枝) 구조를 도입하여 문제를 해결하고 있으나 비용문제가 있으며 제조설비도 바꾸어야 한다.

○ 본 고는 플라스틱 성형가공에 있어 중요한 유동 특성과 이를 위한 분자설계 및 임계 겔에 대하여 설명하고 임계점 근처의 겔 혼합법에 관한 최근의 논문내용을 종합 설명한 것이다. 졸-겔 전이의 임계점을 약간 초과하는 겔을 폴리머에 소량 첨가하면 폴리머의 용융탄성이 크게 증가하며, 특히 성형가공성과 관련이 있는 “신장점도의 변형 경화성”이 아주 증가한다. 이 기술을 이용하면 직쇄 고분자로 대표되는 용융탄성이 부족한 폴리머의 성형 가공성을 개량할 수 있다고 설명한다.

○ 고기능과 고성능의 고분자재료는 성형제품의 니즈를 충족하기 위해 개발되고 있으나 이를 뒷받침할 수 있는 재료의 성형가공성 역시 우수한 제품 개발의 기본이 된다. 고분자 재료의 분자응집상태를 제어하는 분자 복합재료 기술은 발포 성형, 블로우 성형, 열 성형 등의 가공성 개선 분야에 기대되는 기술이다. 본 고는 플라스틱 재료 개발은 물론 가공업계 관련 분야의 연구에 유용한 자료가 될 것으로 생각된다.

저자: Masayuki Yamaguchi
자료유형: 학술정보