폴리머 클레이 나노복합재료의 개발

전문가 제언

○ 폴리머계 나노복합재료란 매트릭스가 폴리머로서 분산상(분산하고 있는 폴리머 또는 필러)의 크기가 1~100㎚의 복합재료를 말한다. 폴리머 클레이 나노복합재료는 분산상을 클레이(점토광물)로 한 복합재료이다. 클레이로는 montmorillonite 등이 사용되고 있다. 이것은 폭이 100㎚로서 두께가 1㎚의 판상을 한 실리케이트 층이 적층구조를 하고 있다. 폴리머 클레이 나노복합재료는 MMT의 적층한 실리케이트 층이 박리(exfoliation)되어 나노미터 오더로서 분산하고 있다.

 

○ 이 기고는 MMT의 기능을 착안하여 폴리머 클레이 복합재료에 대하여 설명하였다. Toyota에서 개발한 NCH(Nylon 6-Clay Hybride)는 MMT의 층간에 나일론 6의 모노머를 중합하여 얻을 수 있다. 유기화 MMT는 고온 200℃이상에서 개환중합의 진행과 함께, MMT의 층간은 크게 확대되었다(100Å이상). 중합에 의해 얻어진 나일론 6의 매트릭스 중에 MMT의 실리케이트 층이 균일하게 분산된 NCH를 TEM으로 확인하였다.

 

○ NCH의 역학특성을 NCC(나일론 6-MMT의 복합재료) 및 나일론 6과 비교하였다(원본 표 2). NCH는 MMT를 겨우 4.2% 첨가만으로도 나일론 6에 비해 인장강도는 약 1.5배, 탄성률은 2배의 값을 보여주고 있다. 또한 열변형 온도는 152℃을 보여주고, 나일론 6에 비해 약 80℃ 향상됨을 확인하였다.

 

○ 이와 같이 폴리머와 클레이를 나노미터 오더로서 복합화 시킨 폴리머 클레이 나노복합재료는 인장강도, 열변형 온도, 윤활성, 마찰계수 등의 우수한 특성을 가진 재료이다. 자동차 및 전기전자재료, 의료재료 등에서 응용이 기대되고 있다.

 

○ BCC Reserch(2012. 1)의하면 세계의 나노복합재료 소비량은 2016년에는 33만 3.043톤(24억 달러) 규모에 달할 것으로 예측하고 있다. 현재, 국내 데스코 등에서 휠 및 엔진 커버 등 자동차용 폴리머 클레이(MMT, kaolinite 등) 나노복합재료가 개발된 단계에 있다. 세계 각국에서 심혈을 기울이는 핵심 나노복합소재 분야임으로 국내에서도 상업화를 위한 보다 적극적인 지원책이 필요하다

 

저자

Makoto KATO

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

49(9)

잡지명

日本接着學會誌

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

349~355

분석자

이*복

분석물

• 폴리머 클레이 나노복합재료의 개발.pdf [348,481 byte]

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