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첨단기술정보

폴리이미드 복합재료 개발

전문가 제언: 탄소섬유복합재료의 내열성은 매트릭스 수지의 특성에 의해 결정된다. 여기서는 JAXA에서 수행한 폴리이미드 개발 경위와 현황에 대해 기술하고 있다.

탄소섬유복합재료의 특성은 내열성 매트릭스 수지에 따라 결정되나, 고내열성수지는 그 내열성 때문에 성형가공이 곤란하여 복합재료에 적용이 어렵다. 따라서 성형재료나 탄소섬유복합재료의 내열성 매트릭스 수지로 분자량이 짧은 이미드 올리고머 말단에 반응성기로 수식한 열경화성폴리이미드(열부가형이미드 올리고머)가 개발되고 있다. 이 논문에서는 JAXA에서 개발하고 있는 폴리이미드에 대해 기술하고 있다.

내열성복합재료 매트릭스수지의 성형성(여기서는 주로 경화전 용융유동성)을 높이기 위해서는 굴곡성 혹은 부피가 큰 치환기를 도입하는 것이 일반적이나, 이 경우에는 대부분 경화수지의 유리전이온도(Tg)를 낮추는 결과를 가져온다. 실례로 1990년대 NASA Langley연구소에서 개발한 열경화성 폴리이미드 PETI-5는 성형성이 좋고 강인하지만 성형시 용융유동성 확보를 위해 디아민화합물을 첨가하면 경화 후 수지의 Tg는 270℃ 정도에 그친다.