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폴리머 나노복합체의 화재에서 종래 난연제의 병용 여부에 따른 특성과 반응

전문가 제언: ○ 폴리머 난연화를 위해 최근에 개발된 폴리머 나노복합체가 특별한 관심을 끌고 있다. 그 이유는 나노필러를 3～5wt%만 충전하여도 순수 폴리머 혹은 재래 복합재료에 비하여 기계적 성질 등이 유지되면서 난연성이 증진되기 때문이다. 그러나 폴리머 나노복합체는 콘 칼로리미터 시험에서만 연소성이 낮게 나타난다. 즉, 재료의 난연성을 산업적으로 평가하는 LOI 및 UL-94 시험에는 불합격된다.

○ 나노필러와 종래 난연제를 조합하여 가능한 시너지 효과를 얻어 법정 시험에 합격할 수 있는 배합에 대한 연구 및 특허출원이 2000년대에 와서 활발하게 이루어지고 있다. 우리나라에서도 학술 연구와 특허출원이 자주 발표되고 있고, 해외 문헌에서도 인용되는 것이 있을 만큼 연구개발이 활발하다. 본 연구는 위와 같은 연구추세에 맞추어 폴리머 나노복합체 및 여기에 종래 난연제를 병용한 나노복합체의 난연성에 대한 보고서이다. 본문에서는 진행 중에 있는 연구과제도 언급하고 있어 향후 이 분야의 연구방향을 일부 제시하고 있다.

○ 폴리머 나노복합체가 혁신적인 난연화 기법이라는 연구가 1997년 발표되었었다. 그리고 산업화 사례가 전력 케이블 업계에서 2005년 발표되었다. 전력 케이블의 비할로겐계 피복재료로서 EVA 수지에 수산화알루미늄계 난연제가 다량 첨가되어 사용되던 것을 그 일부를 소량의 MMT로 대체함으로써 종래 난연제를 상당량 감소시키면서도 피복재료의 기계적 화학적 물성은 향상시킨 것이다.

○ 나노복합체에 의한 폴리머의 난연화 기술이 산업화된 것은 아직 많지 않다. 합성수지 업계, 컴파운딩 및 마스터 배치 업계 및 나노필러 업계에서 나노복합체를 이용한 합성수지의 난연화가 발표되고는 있지만 실용화가 된 단계는 아니다. 산업화에는 경제성과 실용성에서 종래 기술에 비해 경쟁력이 있거나 혹은 기술면에서 장점이 있어야 한다. 향후 합성수지 나노복합체가 신재료로서 또 혁신적이고 친환경적인 난연화 기술로서 널리 보급되기를 기대한다.

저자: Serge Bourbigot et al
자료유형: 학술정보