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방향족 폴리에테르케톤 기능재료

전문가 제언: ○ 5대 범용 엔지니어링 플라스틱보다 높은 내열성을 갖는 고성능 엔지니어링 플라스틱이 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이라고 불리는 일련의 고분자이다. 대표적인 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에서 결정성인 것으로는 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK)이 있고, 비결정성인 것으로는 폴리술폰(PSF), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리아미드이미드(PAI) 등이 있다. PPS를 제외하고는 수요가 많지는 않다. 그러나 우수한 내열성과 기계적 성질을 갖고 있어 전자나 자동차 등의 분야를 중심으로 수요 확대가 기대되고 있다.

○ 방향족 폴리에테르케톤은 탄소, 수소, 산소 원자만으로 구성된 기능성 고분자로서 우수한 내열성, 내약품성, 기계적 특성, 난연성을 보유하고 있다. 본 문헌에서는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)을 포함한 방향족 폴리에테르케톤의 합성법, 특징, 용도 및 최근 연구되고 있는 광학특성 폴리케톤 재료, 투명 방향족 폴리케톤 재료에 관한 연구를 포함한 기능성 고분자의 합성에 대하여 서술한다.

○ 최근에는 방향족 폴리에테르케톤 골격에 술폰산기를 도입하여 연료전지용 양성자 교환막으로서 연구개발이 활발하다. 방향족 폴리에테르케톤의 클로로술폰산 혹은 발연 황산과의 고분자 반응에 의해 합성되는 방법, 단량체 단계에서 미리 술폰산 나트륨염으로 한 다음 술폰화되지 않은 단량체와 공중합에 의해 얻는 방법 등이 있다.

○ 향후 고부가가치 재료, 소형 부품 재료로서 다양한 형태와 물성의 방향족 폴리에테르케톤의 사용이 확대되리라 예상된다. 가용성 폴리에테르케톤의 경우 PEEK의 단점인 난용성과 가격 문제를 해결함으로써 필름, 코팅 등 보다 다양한 용도로 응용범위가 확대될 것으로 기대된다.

○ 한국에서는 소위 IMF 사태 이전에는 합성섬유 회사를 중심으로 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에 대해 상당한 역량을 보여주었으나, 엔지니어링 플라스틱 사업부분을 세계의 메이저 회사에 매각하여 매우 아쉽다. 그러나 아직 수요 시장이 세계적으로 존재하고 국내에 아직도 역량을 가진 회사가 많으므로 특수 분야의 연구개발은 지속적으로 필요하다.

저자: Katsuya Maeyama
자료유형: 학술정보