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나노필러의 화학조성이 폴리머 나노복합체의 난연성에 미치는 영향

전문가 제언: ○ 본 연구에서는 실리카 혹은 알루미나를 나노필러로 사용하여 PMMA, PS, 혹은 PC와의 나노복합체를 제조하였다. 연구진은 실리카를 “불활성” 첨가제로, 알루미나를 “활성” 첨가제로 분류하여, 용융 폴리머에서의 거동과 화학조성이 서로 다른 나노필러로 인하여 이들 나노복합체의 열안정성과 연소성에 미치는 영향을 비교 연구하였다.

○ 폴리머 나노복합체 연구에서는 층상 실리케이트가 가장 많이 나노필러로 이용되어 왔다. 한편 층상 실리케이트와 다른 형상 혹은 종류의 나노필러를 사용할 때 각종 폴리머의 나노복합체에서 기계적 물성뿐만 아니라 열적 성질과 난연성이 어떻게 변하는지를 연구한 보고는 수도 없이 많다. 그러나 본 연구에서처럼 나노필러의 화학조성이 폴리머 나노복합체의 분해과정에 미치는 영향을 연구하고 분해과정과 연소 거동과의 관계를 규명한 것은 별로 없는 바, 새로운 관점에서 접근한 유용한 연구라고 생각한다.

○ 이 연구에서는 “비활성” 나노필러를 “ 폴리머 열분해 시에 촉매적 영향을 미치지 않고, PNC의 분해과정에서 자유 라디칼을 포획하여 폴리머 사슬의 이동성을 억제하는 역할만을 하는 필러”로 정의하였다. 이는 일반적으로 이해하고 있는 “연소과정에서 분해하지 않는 무기 첨가제”와는 다른 점에서 주목된다. 나노필러의 촉매적 영향 유무에 대한 판단이 쉽지 않다고 생각한다.

○ 이 연구 결과는 나노필러로써 실리카와 알루미나를 비교한 것이다. 이를 “비활성” 대 “활성”으로 일반화해서 이해하기는 어렵다고 생각한다. 왜냐하면 “활성” 나노필러에는 금속 수산화물이 포함되어 있는데, 보편적 난연제인 Al(OH)3 및 Mg(OH)2는 난연성과 열안정성에 미치는 효과가 알루미나에 비교할 수 없게 크기 때문이다. 또 실리카의 크기는 16nm이며 알루미나의 크기는 40～80nm인 바, 나노입자의 크기 차이에서 오는 영향도 연구 결과 검토 대상에 포함되어야 한다고 본다.

저자: Feng Yang, Irina Bogdanova and Gordon L. Nelson
자료유형: 학술정보