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유기점토에 의한 TPU와 PVC의 난연화

전문가 제언: ○ PVC는 가장 중요한 범용 합성수지의 하나이지만 폴리올레핀, 폴리스타이렌 같은 범용 합성수지에 비하여 나노복합체에 대한 연구가 많지 않다. 특히 PVC는 케이블 산업에서는 가장 많이 쓰이는 합성수지이고, 재료의 난연화가 필수적으로 요구된다.

○ PVC 나노복합체를 제조하는 방법으로 용융혼합법, 동시중합법, 마스터 배치법이 소개되어 있다. 가장 현실적인 제법은 PVC와 유기점토와의 용융혼합이지만, PVC 기질에 클레이의 분산이 어렵고, 클레이 개질에 사용하는 4차암모늄염은 열안정성을 약화시킨다. 동시중합법으로 제조한 PVC/실리케이트 나노복합체는 열안정성에는 문제가 없으나 연구사례가 많지 않다. 마스터 배치법은 유리전이온도가 변하며, 물성이 향상되지 않는 것으로 알려져 있다.

○ 본 연구는 PVC 나노복합체를 마스터 배치 방법으로 제조하여, 나노복합체의 열안정성과 난연화 가능성을 연구한 것이다. EVA 및 TPU는 유기점토와 나노복합체를 쉽게 형성하므로 연구 개발 사례도 풍부하며, 또 EVA와 TPU는 PVC와 상용성이 좋아 고분자형 가소제로 사용되고 있으므로, 이들 마스터 배치 경로를 통하여 만든 PVC 나노복합체는 열안정성은 높아지나 난연성 향상은 아직은 미지수로 보인다.

○ 그렇지만, 본 연구 결과에 의하면 유기점토 1의 경우에는 열안정성이 별로 향상되지 않는 것으로 보아 개질제의 역할이 더 중요한 것으로 생각된다. 또 열안정성 평가를 색 변화에 중점을 두고 연구한 것으로 보이는데, 실질적인 연소특성에 대한 연구도 필요하다고 생각된다.

○ 세계 최대의 PVC 제조사인 Solvin은 2006년 11월 새로운 PVC 나노복합체를 시판한다고 발표하였다. 적절한 유화제를 사용하여 PVC 라텍스를 만들고 여기에 클레이(Na+ bentonite)를 혼합, 건조하여 제조한다고 발표하였다. 또 2007년 8월에는 PVC 나노복합체를 제조하기에 적합한 유기점토에 대한 특허가 공고되었다. 이처럼 PVC 나노복합체 개발은 늦게 시작되고 있다. 우리나라 산업계와 학계에서 PVC 나노복합체 개발에 빨리 성공한다면 세계적으로 선도적인 개발자가 될 것이다.

저자: GUENTER BEYER
자료유형: 학술정보