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폴리머-층상 규산염(점토) 나노복합체의 난연화 연구 현황

전문가 제언: ○ 폴리머 난연화를 위해 최근에 개발된 폴리머 나노복합체가 특별한 관심을 끌고 있다. 그 이유는 나노필러를 3~5wt%만 충전하여도 순수 폴리머 혹은 재래 복합재료에 비하여 기계적 성질 등이 유지되면서 난연성이 증진되기 때문이다. 그러나 폴리머 나노복합체는 콘 칼로리미터시험에서만 연소성이 낮게 나타난다. 즉, 재료의 난연성을 산업적으로 평가하는 LOI 및 UL-94 시험에는 불합격된다.

○ 그러므로 나노필러와 종래 난연제를 조합하여 가능한 시너지 효과를 얻어 법적 시험에 합격할 수 있는 배합에 대한 연구 및 특허출원이 2000년대에 와서 활발하게 이루어지고 있다. 이 글은 최근 10년간 문헌에 보고된 폴리머 나노복합체와 종래 난연제의 병용에 의한 시너지 효과 연구 100여 건을 중점적으로 리뷰하였다. 연구대상 폴리머에는 범용 플라스틱은 물론 엔지니어링 플라스틱을 망라하고 있다. 또 폴리머 나노복합체, 그 난연성 및 난연제에 대한 기초적 사항을 요약하고 있다.

○ 우리나라에서도 폴리머 나노복합체의 난연화에 관련하여 여러 대학연구소를 중심으로 신소재 연구의 일환으로 연구개발이 활발하다. 논문과 특허출원이 자주 발표되고 있고, 해외 문헌에서도 인용되는 것도 다수이다. 그러나 폴리머 나노복합체에 종래 난연제를 병용한 나노복합체의 난연성에 대한 연구발표는 소수에 불과하다. 폴리머 나노복합체 난연화에 대해 기초적 연구과제도 아직 다수 있지만, 이제 우리나라로서는 기업연구소를 중심으로 폴리머 나노복합체의 난연화 연구가 추진되는 것이 바람직할 것이다.

○ 나노복합체에 의한 폴리머의 난연화 기술이 산업화된 것은 아직 많지 않다. 합성수지 업계, 컴파운딩 및 마스터 배치 업계 및 나노필러 업계에서 나노복합체를 이용한 합성수지의 난연화가 발표되고는 있지만 실용화가 널리 보급된 단계는 아니다. 산업화에는 경제성과 실용성에서 종래 기술에 비해 경쟁력이 있거나 혹은 기술 면에서 장점이 있어야 한다. 향후 합성수지 나노복합체가 신재료로써 또 혁신적이고 친환경적인 난연화 기술로써 널리 보급되기를 기대한다.

저자: P. Kiliaris, C.D. Papaspyrides
자료유형: 학술정보