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전선 및 케이블용 반전도성 고분자복합체

전문가 제언: ○ 고분자물질에 전도성을 부여하는 방법은 고분자에 금속 혹은 카본블랙 등의 전도성물질은 혼합하는 방법 또는 코팅하는 방법이 있다. 고분자매트릭스에 혼합하는 데는 값이 싸고 가벼운 카본블랙을 많이 사용한다. 그러나 고분자물질에 원하는 전도성을 얻기 위해서는 많은 양의 카본블랙을 첨가해야하고 많은 양의 카본블랙을 첨가한 고분자조성물은 점도가 높아 가공성이 불량하고 취급이 어렵다.

○ 근래에는 표면적이 넓은 팽창흑연제조기술이 발달되어 다방면에 응용되고 있다. 흑연결정은 이방성 층상구조를 가지고 있어 흑연 층 면내에는 공유결합에 의해 강하게 결합되어 있으나 층간의 결합은 비교적 약한 van der Waals 힘으로 결합되어 있다. 강한 친전자성 산화제는 흑연 층간에 노출되어 있는 π전자를 공격하면서 쉽게 흑연 층간에 들어간다.

– 흑연 층간에 삽입된 분자들이 마이크로파 혹은 열에 의해 내부표면으로부터 한꺼번에 이탈되면 그 분출압력으로 c-축 방향으로 수십 내지 수백 배 팽창이 일어난다. 팽창흑연은 가공성이 좋고 넓은 비 표면적, 내열성, 내식성, 단열성, 전도성이 우수하여 단열재, 자동차, 항공기, 정밀기계, 원자력, 화학분야 등에 응용되고 있다.

○ 본 발명은 비 표면적이 넓은 팽창흑연을 사용하여 종래에 많은 양의 카본블랙을 첨가해야 얻을 수 있었던 전기전도도를 상대적으로 적은 양을 첨가하고도 얻을 수 있어 조성물의 가공성이 우수한 것이 특징이다. 본 발명의 방법은 케이블뿐만 아니라 고분자에 전도성을 부여하기 위하여 카본블랙을 첨가하는 다른 조성물에도 적용이 가능하다.

○ 국내에서도 기계연구원 등에서 팽창흑연의 응용에 관한 연구가 이루어지고 있으나 고분자 분야에서의 응용연구는 활발하지 않다. 팽창흑연은 그 자체로도 응용이 가능하지만 고분자와 복합물질을 이루면 그 응용범위가 더 넓어질 것이다. 새로운 소재의 개발을 위해 좀 더 많은 관심과 연구가 필요할 것이다.

저자: Dow Global Technologies Inc.
자료유형: 특허정보