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페놀 수지의 새로운 형태인 고성능 폴리벤조옥사진

전문가 제언: ○ 전통적인 페놀수지는 우수한 특성(내열, 내화학품성, 화염억제제, 전기적 성질, 낮은 수분흡착성)을 가지고 있으며 재료가 저가이고 조립공정이 간단하여 구조재료, 접착제, 페인트, FRP의 매트릭스 등 여러 분야에 널리 사용되고 있다.

○ 페놀수지는 전구체의 낮은 수명, 중합 시 가혹한 촉매사용, 경화 중 휘발성물질 발생으로 인한 체적축소, 빈공간의 생성, 경화재료의 취성 등을 포함하는 많은 단점이 있으며 또한 공기 중으로 휘발된 페놀과 포름알데히드는 건강상의 문제를 일으킨다.

○ 폴리벤조옥사진(polybenzoxazine)류는 새로운 유형의 페놀수지로 개발된 것으로, 이 수지는 페놀단위가 전통적인 페놀제품과 결합한 메틸렌 (-CH2-）브리지 대신 Mannich기반 브리지 -CH2-N(R)-CH2-로 연결되어 있다. 폴리벤조옥사진의 모노머는 페놀, 일차 아민, 포름알데히드로부터 쉽게 제조된다. 원재료인 아민과 페놀의 종류를 바꾸면 아주 광범위한 고리형 모노머분자를 설계할 수 있다.

○ 폴리벤조옥사진은 우수한 내열성과 화염억제력 이외에 기존 페놀수지에는 없는 우수한 치수안정성, 저 흡습성, 안정된 저 유전특성을 가지고 있어 전자제품, FRP의 매트릭스 수지지, 접착제 등 여러 분야에 이용이 기대된다. 그러나 폴리벤조옥사진은 열경화성이므로 취성이며 개환중합에서 고온(약 200℃)이 필요하다. 대부분의 모노머가 분말이고 경화된 폴리머가 취성이므로 모노머에서 박막으로의 가공이 어렵다는 점이 또 다른 단점이다.

○ 본고는 폴리벤조옥사진의 성능을 개선하고 중합온도를 낮추는 개발된 여러 방법들을 개설한 것이다. 새로운 모노머와 고분자량 전구체의 설계로 특정한 용도를 가진 폴리벤조옥사진을 얻을 수 있고, 모노머 종류를 널리 선택할 수 있는 이점이 있으며, 폴리머합금이나 유기-무기 하이브리드로 요구되는 성능을 가진 폴리벤조옥사진 기반의 재료를 설계할 수 있다. 페놀수지의 단점개선에 기여할 수 있는 재료개발에 유용한 자료가 될 것으로 기대된다.

저자: Tsutomu TAKEICHI, Takehiro KAWAUCHI, Tarek AGAG
자료유형: 학술정보