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멜라민 시아누레이트 및 층상 실리케이트를 충전한 폴리아마이드 6: 난연성과 물리적 성질 평가

전문가 제언: ○ 이 연구에서는 폴리아마이드 6(PA6)과 난연제인 멜라민 시아누레이트(MC) 및 유기점토와의 나노복합체를 제조하여 난연성과 물리적 성질의 개선을 연구하였다. MC를 단독으로 5wt% 이상 첨가한 MC/PA6는 UL 94 난연성 시험에서 V-0 등급에 해당되나, 유기점토와 MC를 병용한 MC/N/PA6 나노복합체 및 유기점토만을 첨가한 N/PA6 나노복합체의 경우에는 UL 94 시험에 모두 불합격되었다. 종래 난연제와 층상 실리케이트를 병용한 나노복합체에서 시너지 효과는 나타나지 않고 오히려 역시너지 효과를 나타내었다.

○ 종래 난연제와 층상 실리케이트를 사용하면 시너지 효과로 난연성이 증진되는 것이 일반적인데, 이 사례에서는 역시너지 효과가 예외적으로 나타났다. MC/클레이/PA6 나노복합체에서 역시너지 효과가 나타나는 것은 Y. Hu 등이 2003년에 같은 문헌에서 발표한 바 있다(그러나 참고문헌에는 인용되지 않았음). MC는 적하 촉진제 역할을 하여 열원으로부터 열을 제거함으로써 난연 역할을 하는데, 반대로 층상 클레이는 차단벽과 차르의 형성으로 난연 역할을 한다. 이렇게 서로 상극인 난연제를 병용하는 경우 역시너지 효과가 나타나는 것이 재차 확인되었다.

○ 본문에서는 클레이 필러가 오직 특별한 경우에만 상업적 난연제로서 개발에 성공하였다고 언급하고 있다. 이는 UL-94 V-0 등급에 해당하려면 연소하는 용융물이 적하되어 열원으로부터 열을 제거하여야만 되는 것으로 해석하기 쉽게 표현되어 있으나 반드시 그런 것은 물론 아니다. 층상 실리케이트와 종래 난연제와의 상승효과에 대한 연구는 수 없이 많으며 또 실제로 연구 사례와 산업화 사례가 다수 보고되어 있다. 스티렌계 폴리머, 비닐에스테르 폴리머, 탄성 및 열가소성 폴리우레탄, EVA를 예로 들 수 있다.

○ 본 분석자가 조사한 바로는 종래 난연제와 개질 클레이를 병용할 때 역시너지가 나타난 보고는 둘 뿐이다. 즉 본문과 같은 멜라민 시아누레이트의 경우와 M. Hussain 등이 보고한 인을 포함한 에폭시 수지와 유기개질 클레이 경우이다.

저자: Pantelis Kiliaris, Constantine D. Papaspyrides, Rudolf Pfaendner
자료유형: 학술정보