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EVA/점토 나노복합체의 모폴로지와 이동특성

전문가 제언: ○ 고분자/점토의 나노복합체는 두께 약 1nm, 약 300의 높은 종횡비를 가진 층상 규산염 박막 사이로 고분자가 들어가 이들 사이를 넓혀 이들의 고분자 내 박리로 유기-무기 일체가 될 수 있는 장점을 가진다. 이 나노복합체는 투명성, 경량, 기계적 특성 향상 등의 이점 외에 침투 분자가 큰 종횡비의 점토 박막 주위를 우회해야 하므로 가스나 용매에 대한 장벽특성이 우수하여 이의 응용을 위한 연구열이 높아지고 있다.

○ 고분자/점토의 나노복합체에는 염가의 폴리올레핀을 비롯한 여러 상용 고분자가 사용되고 있으나 본문은 EVA 고무 사용을 소개하고 있다. EVA는 극성이 있어 충전재와의 복합체 형성에 유리하다. 본문과는 반대이나, 표면에 수산기의 작용기가 있는 구형 실리카와의 복합체는 극성 VA기와 수산기 사이의 수소결합 반응에 의해 가스투과도가 높다. 이는 가스분리막용 분자체(molecular sieve) 응용에 연구되고 있다.

○ 본문에서는 인도 Kerala 지방 3개 대학의 연구진이 나노점토의 여러 함량을 가진 EVA/점토의 나노복합체를 만들어 이 막의 모포로지와 이동특성을 연구한 내용을 소개하고 있다. EVA가 극성이 있어 표면처리하지 않은 나노점토가 사용되었다. 본 연구에서 점토의 최대 7wt%까지의 함량 중 3wt% 경우가 박리 또는 균일 분산에 가장 유리하였고, XRD 및 TEM 분석은 이때 나노점토의 층간거리가 가장 큼을 보였다. 더 이상의 점토함량 증가는 응집 발생을 보이고 층간거리를 줄였다.

○ 나노점토 함량 3wt%에서 최고의 분산은 유전손실 측정에 의해서도 입증되었고 양전자 소멸 수명 분광분석(PALS)도 이 함량에서 EVA/점토의 가장 작은 자유체적을 보여주었다. 방향족 탄화수소계 용매에 대한 EVA/점토 막의 수착(sorption) 이동특성 연구는 점토 함량 3wt%에서 최소 평형 용매함량으로 우수한 장벽특성을 보였다. 더 높은 점토함량에서는 분산불량으로 자유체적이 증대하여 용매수착이 증가하였다.

○ EVA/점토의 나노복합체는 점토 함량 3~5wt%에서 피크 열량방출 및 착화시간 연장의 장점으로 고가의 무기 난연제 사용량을 줄여, 물성의 향상 및 가공성 개선을 갖는 보조 난연제로 상용화 된 것이 유명하다.

저자: M.N. Muralidharan, S. Anil Kumar,Sabu Thomas
자료유형: 학술정보