자동차에 나노복합재료 적용

전문가 제언

○ 나노복합재료란 나노크기의 필러가 고분자 매트릭스에 분산된 계라고 정의할 수 있다. 나노필러의 크기는 약 1~200㎚ 정도가 대상이지만, 매트릭스 중에서의 분산구조를 제어하는 것에 의하여 1㎛까지의 크기가 범주에 속하는 경우도 있다. 나노필러에는 고전적인 탄산칼슘, 팽윤성 그래파이트, 실리카 미립자로부터 최신의 카본나노튜브, 바구니상태 구조 실리카 나노입자(POSS: Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane), 천연 나노섬유, 더욱 층상 티탄산을 들 수 있지만, 이들은 소위 고분자/점토 나노복합재료(PCN: Polymer Clay Nanocomposites)이다.

○ 유기점토(organoclay)와 폴리올레핀의 혼성체는 폴리올레핀의 나노복합재료라고 말한다. 이것은 유기점토가 폴리올레핀을 함유한 화합물에 강성(stiffness)과 인성(toughness)을 부여할 수 있기 때문이다. 폴리올레핀은 20세기 중반 이후 플라스틱의 구성체로 널리 활용되고 있다. 유기점토는 스멕틱(smectic) 구조의 무기점토를 4가 암모늄과 같은 유기이온과 상호작용하는 화합물로서 지난 10년 간 유용하게 활용되고 있다.

○ 나노복합재료의 UV 안정성은 검정색이나 회색이 아닌 경우에는 얻어지기 어렵다. 빛에 노출된 후 초기에는 색상이 변한 후 미세한 잔금(crazing) 현상이 일어난다. 잔금 현상은 유리상태의 열가소성 고분자의 경우 균열(fracture)로 발전한다. 폴리프로필렌과 열가소성 폴리올레핀(TPO)의 경우 유기점토를 함유하지 않는 경우에는 내후성에 거의 문제가 없다. 그러나 유기점토 나노복합재료는 UV에 대한 내후성 성능이 현저하게 나쁜 것이 문제이다. 앞으로 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 안정제의 특수 처방이 기대된다.

○ 유기(고분자)와 무기(점토)를 나노미터 수준에서 복합화 시켜 얻어지는 고분자/점토 나노복합재료는 고성능재료일 뿐만이 아니고, 지구환경에 있어서도 우수한 재료로서 자동차재료, 의료재료, 차세대 전지재료, 센서 등의 첨단 분야에서도 응용이 기대되고 있다.

저자

Okamoto Masami

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

59(11)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

31~36

분석자

정*진

분석물

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