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난연 폴리스티렌: APP와 MgAl-LDH의 상호작용

전문가 제언: ○ 본 연구는 다목적 난연 배합 개발을 목적으로 Mg과 Al을 기반으로 하는 MgAl-LDH(layered double hydroxide; 층상복수산화물)를 운데센산으로 개질한 MAU와 APP(ammonium polyphosphate)를 단독으로 혹은 공동으로 충전하였을 때의 난연성에 대한 것이다.

○ 폴리머-무기 나노복합체는 폴리머 성분 단독 혹은 종래의 복합수지에 비하여 기계적 성질, 장벽효과, 내열성, 화재 거동 등에서 우수한 특성을 나타낸다는 것은 잘 알려져 있다. 폴리머-나노입자(예; 나노클레이)로 된 나노복합체의 열안정성과 난연성에 대하여 수많은 연구 개발이 이루어졌다. 그러나 실제적인 난연성 시험에는 합격할 수 없으므로 종래의 난연제와 병용하는 연구와 특허가 최근에 많이 발표되고 있다. 우리나라 연구계와 산업계에서도 이와 관련된 연구발표가 적지 않다.

○ 폴리머-나노클레이-종래 난연제로 조성된 폴리머의 난연화 연구와 특허는 적지 않다. 스티렌계 수지-인계 난연제-유기점토로 구성된 나노복합체의 난연성 연구가 2003년 발표된 것을 비롯하여 폴리비닐에스테르, 폴리우레탄, EVA, PMMA, PC 등에 대하여도 종래 난연제와 나노입자를 병용한 고분자 나노복합체의 난연화 연구와 특허가 발표된 바 있다.

○ 본 연구는 종래 난연제로서 APP를, 나노입자로 MgAl-LDH(MAU-LDH)를 선택한 것이 특징이다. 연구의 제목은 APP와 MAU 사이의 화학적 상호작용으로 되어 있지만, 정확한 메커니즘은 알려지지 않았다고 기술하고 있다. PS 복합체에서 MAU와 APP를 병용할 때 두 첨가제 간의 화학적 상호작용에 대하여 앞으로의 연구가 기대된다. 또 PS의 난연화에 필요한 종래 첨가제의 소요량 감축도 예상되므로 이에 대한 계속 연구도 기대된다.

– 본 연구의 연구진은 MAU-LDH와 APP의 시너지 효과를 다음과 같이 기술할 뿐이다. “이들 첨가제가 PS 사슬의 해중합을 방해 내지 지연시키는 것으로 보인다. 아마도 탈삽입 및 탈히드록시 과정에서 나온 물이 폴리인산의 생성에 촉매역할을 하여 차르 망상구조 형성을 촉진하고 열산화 분해속도를 방해하는 것으로 보인다.”

저자: Calistor Nyambo et al
자료유형: 학술정보