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폴리올레핀과 기능성 열가소성 물질을 기반으로 하는 나노복합재료

전문가 제언: ○ 나노기술 이란 용어가 소개된 이후 최초로 실용화에 접근된 첫 번째 예가 나노복합재료이다. 그 중에서도 올레핀의 단독중합체나 공중합체 또는 일부의 극성기를 포함하는 올레핀 고분자에 무기물질을 첨가하여 무기화합물이 고분자 매트릭스 내에서 나노상을 형성하는 나노복합재료의 개발이 활발하게 추진되고 있다.

○ 올레핀 고분자의 나노복합재료는 주로 고분자와 무기화합물을 블렌딩 할 때 무기화합물이 고분자 매트릭스 내에서 나노상을 형성하여 얻어지는데 층상의 실리케이트나 다른 금속과 같은 무기화합물이 고분자와 의 계면작용과 열기계적인 외력에 의해 무기화합물의 구조가 박리되어나노 크기의 입자로 전환되며 이들이 고분자 매트릭스에 균일하게 분산되어 나노복합재료가 전환된다.

○ 나노복합재료의 생성원리는 중합 반응조 내에서 중합반응이 진행되는 도중 무기화합물을 첨가하면 단량체/클레이의 상호작용과 중합열에 의해서 무기물의 박리가 진행되어 무기물의 나노입자가 생성되고 이것이 고분자 매트릭스에 균일하게 분산되어 나노복합재료가 생성되기도 한다.

○ 나노복합재료의 물성은 매트릭스에 분산된 무기물의 나노입자의 구조에 의해 영향을 받는데 나노입자라 함은 적어도 하나의 디멘젼의 크기가 나노미터의 크기를 가지는 것을 말하는데 층상의 실리케이트에서 박리가 진행되면 하나의 디멘젼에서 나노 스케일을 가지게 되며 카본나노튜브의 경우는 2개의 디멘젼에서, 금속입자의 경우는 3개의 디멘젼에서 나노미터 스케일을 가지는 분산상이 된다.

○ 본고에서는 올레핀의 단독 및 공중합체 또는 일부 극성기를 포함하는 올레핀 기반의 고분자와 층상의 무기화합물, 카본나노튜브, 금속나노입자로 형성되는 나노복합재료의 제조, 구조와 물성에 관련된 최근의 연구 개발 내용을 소개하고 있는데 첨단 고부가가치의 새롭고 특이한 물성이 기대되는 이 재료 개발을 위한 연구방향 수립에 도움을 주는 기초 자료로 사료된다.

저자: Francesco Ciardelli, Serena Coiai, Elisa Passaglia, Andrea Pucci, Giacomo Ruggeri
자료유형: 학술정보