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고분자 나노복합체 제조에 유용한 층간삽입제 없는 나노필러 성분

전문가 제언: ○ 본 특허출원은 폴리머 나노복합체 제조에 유용한 나노필러성분을 층간삽입제 없이 만드는 방법과, 이 필러성분을 폴리머, 폴리머 성분, 모노머 혹은 프리폴리머와 혼합하여 폴리머 나노복합체를 만드는 방법에 대한 것이다. 나노필러로서 층간삽입제로 개질한 유기점토 등을 사용하는 것이 일반적이다. 본 발명은 층상 클레이 등을 물에 분산시킨 다음 수용성 유기용제로 치환함으로써 클레이의 층 간격을 넓혀 이를 나노필러로 사용하는 방법에 대한 것이다.

○ 폴리머 나노복합체의 물성이 최대한 향상되려면 나노필러가 완전히 삽입 내지 박리가 되어 폴리머 기질에 균일하게 분산되어야 한다. 이를 위해 가장 흔히 사용하는 기법이 층상 클레이(예; MMT)를 오늄 같은 유기개질제 혹은 층간삽입제로 개질하는 방법이다. 이렇게 개질한 클레이는 삽입/박리 및 분산이 양호해지지만 폴리머 나노복합체의 비용이 증가하고, 환경문제가 야기되고, 폴리머 기질의 종류에 따라 개질제의 종류가 달라야 하며, 폴리머의 유리전이온도와 열안정성이 낮아진다는 단점이 있다.

○ 층간삽입제를 사용하지 않으면서도 층상 클레이의 삽입과 박리 정도를 높여 나노복합체의 물성을 개선하는 연구가 많이 발표되고 특허출원(예; 계면활성제 미사용)도 공고되고 있다. 층상 클레이를 물로써 일차 박리시킨 다음 수용성 용제로 물을 치환하고 이 상태에서 폴리머 사슬이 클레이 층간에 삽입이 되도록 하는 아이디어는 새로운 착상이라고 생각된다. 다만, 제자리 중합이 용이한 에폭시 수지의 경우에는 적용이 가능해 보이지만, 그렇지 않은 폴리올레핀의 경우에도 적용할 수 있는지에 대하여는 실시 예가 없어 검토하기 어렵다.

○ 본 특허출원의 청구사항은 18개로 구성되어 있으며, 이는 3개의 독립항에 기반을 두고 있다. 요약하면 층간삽입제를 사용하지 않은 나노복합체 제조에 유용한 나노필러 성분을 제조하는 방법, 이를 사용하여 폴리머 나노복합체(특히 에폭시 나노복합체 및 이의 코팅)를 제조하는 방법을 청구하고 있다. 실시 예가 기술되지 않은 에폭시 이외의 폴리올레핀 등의 나노복합체 제조방법이 청구범위로 인정받을지 관심이 간다.

저자: TEXAS ANM UNIVERSITY SYSTEM, DOW GLOBAL TECHNOLOGIES INC.
자료유형: 특허정보