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PP와 탄소 나노입자로 된 나노복합재료의 강성, 열안정성, 가스 차폐성 향상

전문가 제언: ○ 구형, 판상 및 원주형 나노입자들은 지난 10여 년간 집중적인 관심과 연구의 대상이 되어 왔다. 이들 나노입자를 폴리머 기질에 소량만 충전하여도 기계적 성질이 획기적으로 향상되고 가스 투과성이 차단되며 열안정성이 크게 향상되는 등 새로운 나노복합재료를 제조할 수 있기 때문이다. 본 연구보고서는 새로운 방법으로 제조한 카본 블랙 나노입자를 아이소탁틱 폴리프로필렌(iPP) 합성수지에 충전하여 만든 나노복합재료의 물성이 얼마나 향상되는지를 연구한 것이다.

○ PP는 결정구조에 따라 3가지 형태가 가능한데, 메틸렌기가 폴리머 사슬의 한 쪽 방향으로만 위치한 결정구조를 가질 때 iPP라고 부르며, 통상적으로 부르는 PP는 모두 iPP이다.

○ 상업적인 카본 블랙은 대부분이 나노크기이며 가장 오래전부터 이용되어 온 나노입자이기도 하다. 연구자는 연구에서 사용한 나노크기의 카본 블랙을 새로운 방법으로 제조하였는데, 이 방법은 1994년 미국에서 특허(제목은 초미세 다이아몬드 제조방법임)로 등록되었고 연구자 중 한 사람은 이 특허의 발명자의 일원이기도 하다. 사용한 카본 블랙의 성분이 불규칙적으로 배열된 흑연이 67%이고, 다이아몬드가 33%라고 보고하고 있는 바, 2/3는 층상 나노입자이고 1/3은 구형 나노입자일 것이라고 분석자는 추정한다.

○ iPP를 나노복합재료 기질로 사용할 때에는 보통 상용화제를 추가해야 하는데 비하여 본 연구에서는 이를 사용하지 않고도 나노복합재료 제조에 성공한 것으로 보인다. 그러나 다른 나노입자를 사용하여 만든 나노복합재료의 물성과 비교할 때 어느 나노입자의 효과가 우수한지에 대하여는 보고가 없어 그 효과를 분석할 수 없는 것이 아쉽다.

저자: A. Vassiliou, D. Bikiaris, K. Chrissafis, K.M. Paraskevopoulos, S.Y. Stavrev, A. Docoslis
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