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접착제를 사용하지 않고 고분자 재료를 직접 결합하는 새로운 방법

전문가 제언: ○ 종래, 물질(재료/소재 등)을 접착하기 위해서는 보통 다양한 접착제를 개발하여 사용해 왔고, 접착제를 통한 접착에서는 접착층이 개재하고 있기 때문에 환경에 의해서 파단되거나 응집파괴가 일어나는 경우가 있다. 이 연구는 재료 간에 접착을 접착제를 개재치 않고 비공유결합 또는 공유결합 형성에 의해서 직접 접착하는 연구를 소개하였다.

○ 비공유결합에 의한 접착에서는 호스트-게스트 상호작용에 의해 접착시켰다. 그 접착력은 비교적 강한 결합인 것을 확인하였다. 건조시킨 크세로겔(xerogel)의 상태에서도 계면에 약간 물을 첨가시켜 접착이 가능하다는 것을 알았고, 결합은 가역적이고 반복해서 접착시킬 수 있다.

○ 공유결합 형성에 의한 접착에서는 S-M(Suzuki-Miyaura) 커플링반응이나 아지드-알킨 고리화 첨가반응(CuAAC반응) 및 Sonogashira 커플링반응을 이용하여, 재료 간에 직접 접착시켰다. 직접 접착의 특징은 접착층이 존재하지 않는 것이다. 접착한 재료끼리는 공유결합을 통해서 접합하고 있고, 보통의 접착제를 사용한 접착에서는 볼 수 없는 안정성이 있다.

○ 현재 세계적인 흐름은 이종재료의 직접 접합을 시도하고 있다. 이 연구와 같이 고분자 재료를 비공유결합 및 공유결합 등을 도입하여 직접 접합하는 방법, 금속과 수지제품의 직접 접합기술 등이 국내 대학 및 연구기관 등에서 연구 중에 있다. 그 중에서 “이종폴리머 접합을 위한 레이저 에너지 체적제어 기법의 연구”는 계명대학교 기계자동차과 최해운 교수팀(j. of welding and joining, 32(2), 2014, pp.189～195), “플라스틱 접합용 고출력 레이저 소스 등의 연구개발”에서 “플라스틱을 이종 접합하여 자동차 헤드라이트나 의료용 소재용”으로 KTL 시스템 검증센터 이병우 박사팀이 개발하였다(국가 RnD연구보고서, 2014-07).

○ 앞으로 접착시키고 싶은 이종 재료의 표면 가공에 적합한 레이저 선택, 제어기술 또는 계면반응을 이용한 이종 고분자재료 등의 직접 접합기술이 요구된다. 또한 접착하기 어려운 재료끼리 접착하는 친환경 소재의 개발 및 실용화를 위해서는 중장기 지원책의 마련이 요구된다.

저자: Yoshinori TAKASHIMA, et al.
자료유형: 니즈학술정보