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마이크로파에 의한 고분자합성의 최근 동향

전문가 제언: ○ 마이크로파는 극초단파라고도 불리는 전자파의 일종이다. 엄밀하게 정의되어 있지는 않으나 파장이 1㎝로부터 1m, 주파수가 300㎒로부터 30㎓ 영역의 전자파이다. 마이크로파는 제2차 세계대전 중에 레이더용으로 개발ㆍ이용되었고, 그 후 통신기기 등에 폭넓게 이용되고 있다. 특히 휴대전화나 무선 LAN 등에서 활용이 확대되고 있다. 현재 마이크로파는 공업적으로 식품의 가열과 건조, 살균, 고무의 가류, 고분자의 가교 및 세라믹의 소성 등의 용도 외에도 암 치료 등 의료분야에서도 활용되기도 한다.

○ 유기합성이나 고분자합성에 있어서 마이크로파를 이용함으로써 초고속화, 수율 및 순도의 향상, 선택성 향상, 용매 절감 등 큰 효과를 얻을 수 있다. 반응 프로세스의 반응조건을 완화하고 환경부하 저감, 플랜트의 소형화, 공정 간략화 및 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다. 그러나 현재까지는 실험실족 탁성용 반응에 한정되어 있다. 대형장치로 실용화된 예는 드물다. 액체반응계에서는 마이크로파 투과재료나 반응용기의 최적 형상 및 설계법이 확립되어 있지 목하다. 또한 물질의 유전율 등의 온도나 주파수 의존성에 관한 데이터 축적이 필요하다.

○ 마이크로파 합성의 경우 특히 배출규제 상 문제가 있는 유기용매에 대하여 사용량을 대폭 줄일 수 있고, 유기용매를 전혀 사용하지 않는 무용매 합성반응도 다수 확인되고 있다. 환경조화성 등을 고려한다면 향후 이 합성수단이 공업적으로도 점점 중요하게 될 것으로 확신한다.

○ 마이크로파는 고분자 분야에서 에폭시 수지 등의 가교나 고무의 가교 공정에 이미 공업화되어 이용되고 있으며, 고분자합성에서 축합중합, 개환중합, 천이금속 촉매중합 및 라디칼중합 등에 응용되고 있다. 특히 폴리아미드나 폴리이미드, 폴리에스테르 등을 합성하는 축합중합에서는 원료를 고온, 감압 하에서 장시간 가열하고 탈수 축합해야 한다. 이에 마이크로파를 이용함으로써 반응이 가속되고 고점도가 얻어지는 장점을 갖는다.

저자: Richard Hoogenboom and Ulrich S. Schubert
자료유형: 학술정보