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열경화형 이미드 수지의 기술개발

전문가 제언: 대표적인 방향족폴리이미드(PI)는, 그의 탁월한 내열성, 기계특성, 전기적 성질을 가지는 것으로부터 지금까지의 일렉트로닉스 재료의 현저한 발전을 지탱하는 재료의 하나로 되어 있다. 방향족 PI는 일반적으로 성형가공이 어려운 것으로 알려졌으며, 거의 대부분은 전구체로 되는 폴리아미드 산 용액으로부터 제막된 후에 열(화학) 이미드화 반응하는 것에 의하여 필름상태로서 사용되고 있다.

종래, 항공우주기 구조부재의 금속대체에 의한 경량화를 향한 고내열성 탄소섬유 복합재료의 연구에 있어서, 방향족 폴리이미드를 모재수지로서 전개하는 다수의 연구가 수행되었다. 1980년대에 NASA에서 개발된「PMR-15」는 성형가공이 상당히 어렵고, 열경화 후에는 340℃의 글라스 전이온도(Tg)를 가지고 있지만, 높은 가교밀도를 가지기 때문에 상당히 취약하고, 내산화성이 부족한 결점을 가지고 있다.

그 후에 개발된 「PETI-5」는, 말단에 내산화성이 우수한 페닐에틴일기를 이용하여, 말단기 간의 분자량을 5000으로 하여 가교밀도를 저하시켜서 인성이 크게 개선되었다. 그러나 성형할 때의 용융 유동성을 유지시키기 위해서 가교 간의 분자사슬에 굴곡인 화학구조를 도입시킨 결과, 열경화 후 PI수지의 사용 상한온도는 200℃ 정도에 머무르고 있다.

상기와 같은 배경 중에서 Yokoda 등은, 산 2무수물의 모노머로서 비평면이고 게다가 비대칭구조를 가지는 비페닐테트라카르복실산 2무수물(a-BPDA)에 주목했다. 디아민에 4,4‘-ODA를 이용한 a-BPDA형 PI필름은, a-BPDA 부위의 회전저하에 의하여 대칭구조의 s-BPDA형 PI에 비하여 보다 높은 Tg를 나타내는 것으로 밝혀졌다.

저자: Miyauochi Masahuko
자료유형: 연구단신