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클레이 종류, 클레이/상용화제 충전량 및 폴리머 기질의 점도가 PP/유기점토 나노복합체의 기계적 성질에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 본 연구에서는 폴리프로필렌(PP)/유기점토 나노복합체를 이축압출기에서 2회 용융 혼합하여 제조하였다. 분자량(점도)이 서로 다른 3종류의 PP, 층 간격이 서로 다른 3종의 유기점토, 유기점토 충전 수준 3종, 상용화제 MAPP 첨가 수준 3종 등을 변수로 하여 나노복합체를 제조할 때 기계적 성질을 가장 바람직하게 향상시키는 조합을 검토하였다. 나노복합체의 기계적 성질을 전반적으로 향상시키는 데 가장 큰 영향을 미치는 것은 PP 종류(분자량이 낮은 것이 최적)이고 그 다음으로 영향이 큰 것은 클레이 함량이었다.

○ PP 나노복합체에 대한 연구는 그동안 국내외적으로 수없이 연구되어 왔다. 본 연구에서 인용된 것만도 14건이며, Science Direct에서 간편 검색되는 것이 197건, NDSL에서 검색되는 것은 759건이다. 특허동향을 보아도 2002년 이후에 16건이 출원되었으며, 이 중 8건이 한국 기업이 출원한 것이다. 합성수지(특히 PP)의 나노복합체에 대한 연구가 얼마나 활발한지 알 수 있다.

○ 합성수지 나노복합체에 대한 연구가 이렇게 많지만 다구찌 실험계획법과 파레토 분산 분석 방법을 이용하여 나노복합체의 기계적 성질(인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등)에 가장 크게 영향을 미치는 변수를 찾아내어 기계적 성질의 최적화를 연구한 경우는 이것이 처음이라 생각된다. 이 연구는 향후 특정 용도에 적합한 나노복합체의 기계적 물성을 기술적 및 경제적으로 얻기 위하여 적합한 재료와 조성을 연구하는 데 유용한 참고가 될 것이다.

○ 본 연구에서 나노복합체의 XRD 패턴에 의하면 피크 점이 작은 각으로 이동하여 클레이 층 간격이 커진 것을 알 수 있지만, 피크 점이 큰 각 쪽으로 이동한 것(클레이 층 간격이 작아진 것을 의미)도 같이 나타나고 있는데 이에 대한 언급이 없는 것은 아쉬운 점이다. 또 클레이의 종류가 기계적 물성에 미치는 영향은 적은 것으로 나타났으나 실험에서 사용한 클레이가 특정회사의 제품에 한정되어 있어 보편성이 약하다는 생각이 든다.

저자: Yu Dong, Debes Bhattacharyya
자료유형: 학술정보