[논문]환경친화형 아미드인산계/무기계 나노복합 난연제 제조 및 물성 분석

윤상현; 윤지수; 신민철; 설주리; 심재윤; 고준석

doi:10.12772/tse.2019.56.015

환경친화형 아미드인산계/무기계 나노복합 난연제 제조 및 물성 분석
Preparation and Characterization of an Environmentally Friendly Phosphoramidic Acid/Inorganic Hybridized Nanocomposite Flame Retardant

한국섬유공학회지 = Textile science and engineering, v.56 no.1, 2019년, pp.15 - 22

윤상현 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 윤지수 (현대하이켐(주)) , 신민철 (현대하이켐(주)) , 설주리 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 심재윤 (건국대학교 유기나노시스템공학과) , 고준석 (건국대학교 유기나노시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

A phosphoramidic acid/inorganic hybridized nanocomposite flame retardant was prepared and characterized for application to polyurethane artificial leather. Three ceramics were prepared using the pursed wire evaporation method. Aluminum was selected as a ceramic flame retardant, considering its flame retardant synergy effects with phosphoramidic acid-based flame retardants. The surface of the Al ceramic flame retardant was functionalized by condensation reaction with silane coupling agents, followed by mixing with the phosphoramidic acid-based flame retardant, to produce a phosphoramidic acid/inorganic hybridized nanocomposite flame retardant. The surface functionalization of the Al ceramic flame retardant was confirmed by SEM-EDS. Particle size reduction to a lower range was achieved by the addition of a dispersing agent. The results of hydrolysis, solubility, and fire retardant tests indicated that the prepared phosphoramidic acid/inorganic hybridized nanocomposite flame retardant had adequate flame retardancy and overall properties for the manufacture of polyurethane artificial leather.

주제어

표/그림 (19)

그림 Figure 1. Synthesis of phosphoramidic acid-based flame retardant.
그림 Figure 2. Nano ceramics colloid preparation by pulsed wireevaporation method.
그림 Figure 3. Surface functionalization of ceramics with silane coupling agent; (a) before treatment and (b) after treatment.
표 Table 1. Silane coupling agents used in this study
그림 Figure 4. Chemical structure of phosphoramidic acid/inorganic hybridized nanocomposite flame retardant; (a) aminosilane-treated and (b) epoxysilane-treated.
표 Table 2. Solubilities of ceramic flame retardants in water and alkalinesolution
표 Table 3. SEM images of ceramic flame retardants after solubility test
표 Table 4. LOI of polyurethane-impregnated nylon microfiber nonwoven fabrics containing phosphoramidic acid/ceramic flame retardants (unit: part)
그림 Figure 5. LOI values of polyurethane-impregnated nylon microfiber nonwoven fabric containing phosphoramidic acid/Al composite flame retardants (PFR: phosphoramidic acid flame retardant).
그림 Figure 6. TEM images of Al ceramic flame retardant.
그림 Figure 7. Particle size distribution of nano ceramic flame retardant slurry; (a) without dispersing agent and (b) with dispersing agent.
표 Table 5. Particle size analysis of Al ceramic flame retardants slurry in various solvents
표 Table 6. Effect of dispersing agent on the particle size and viscosity of Al ceramic flame retardants slurry
그림 Figure 8. SEM-EDS analysis of aminosilane-treated Al; (a) untreated Al and (b) aminosilane treated Al.
그림 Figure 9. SEM images of phosphoramidic acid/ceramic nanocomposite flame retardants treated with different silane coupling agents; (a) aminosilane-A, (b) aminosilane-B, (c) epxoysialne-A, and (d) epoxysilane-B.
그림 Figure 10. SEM-EDS analysis of phosphoramidic acid/Al ceramic nanocomposite flame retardant.
표 Table 7. Analysis of heavy metals contents in Al ceramic flame retardant
그림 Figure 11. LOI values of polyurethane films containing phosphoramidic acid/Al composite flame retardants treated with different silane coupling agents.
그림 Figure 12. LOI values of polyurethane films containing phosphoramidic acid/Al composite flame retardants (PFR: phosphoramidic acid flame retardant).

AI 본문요약
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문제 정의

전기폭발법으로 제조된 세라믹 슬러리의 나노 입자는 큰 표면적에 의한 입자간 응집력으로 나노 입자가 가진 고유의 본래 기능 및 특성을 발휘할 수 없는 문제가 있다. 그러므로 나노 크기를 제어하고 고농도의 나노형 슬러리를 제조하기 위해 용매치환 공정에서 분산제 적용을 통한 나노 입자의 분산성 향상 연구를 수행하였다. 몇 가지 분산제 종류별로 입도 분포와 점도 등을 비교 고찰함으로써 최적의 분산제를 선정하였다.
이번 연구에서는 보다 엄격해진 자동차 내장재 규격에 부합되는 시트용 인공피혁 제조에 필요한 친환경 복합난연제 개발에 관하여 고찰하였다. 이를 위하여 char 형성을 빠르게 진행할 수 있는 아미드인산계 난연제를 합성하고 이를 실란 커플링제로 표면처리된 나노 세라믹계 난연제와의 복합화를 통해 난연 메카니즘의 char 형성을 가속화함으로써 시너지 효과가 극대화되는 유무기 나노복합 난연제를 개발하고 그 물성을 고찰하였다.
Al 세라믹 난연제 표면은 -OH로 산화된 형태이며 여기에 유기 기능성기를 가지는 실란커플링제를반응시킴으로써세라믹표면에 vinyl, epoxy, styryl, methacryloxy, acryloxy, amino, ureide, mercapto, isocyanate 등의 특정 작용기를 가지는 실란으로 표면처리할 수 있다. 이번 연구에서는 아미드인산계 난연제와 상용성이 우수하며 Al 세라믹 난연제를 표면처리하기 위해 아미노실란 커플링제와 에폭시실란 커플링제를 선택하였다.
이번 연구에서는 점차 강화되고 있는 자동차 내장재 규격에 부합되는 시트용 인공피혁 제조에 필요한 친환경 복합난연제 개발에 관하여 고찰하였다. 이를 위하여 전기폭발법으로 제조한 무독성 세라믹 난연제를 실란 커플링제로 표면처리한 후 인산아미드계 난연제와 나노복합화함으로써 친환경 유무기 하이브리드 난연제를 제조하고 그 물성을 고찰하였다.

제안 방법

2단계로는 실란 커플링제의 가수분해를 위하여 95% 에탄올과 정제수의 비율을 80:20(v/v%)으로 하여 150 ml를 만든 후 아세트산을 첨가하여 pH가 6.0−6.5가 되도록 조절한 용매를 300 ml 둥근 바닥 플라스크에 옮긴 후 유리마개로 막고 마그네틱 교반기를 사용하여 300 rpm으로 30분간 혼합하였다.
2종의 표면처리제를 이용하여 세라믹계 난연제의 표면개질을 통하여 표면을 활성화시킴으로써 아미드인산계 난연제와의 복합화를 진행하였다. Al 세라믹 난연제 표면은 -OH로 산화된 형태이며 여기에 유기 기능성기를 가지는 실란커플링제를반응시킴으로써세라믹표면에 vinyl, epoxy, styryl, methacryloxy, acryloxy, amino, ureide, mercapto, isocyanate 등의 특정 작용기를 가지는 실란으로 표면처리할 수 있다.
HR-TEM(JEM-3010, JEOL Ltd., Japan)을 사용하여 제조된 Al 세라믹계 난연제의 입자 크기를 측정하였고, 입도분석기(Marvern, USA)를 이용하여 분산제(BYK A, B, C, D)적용 유무에 따른 입도 분포를 분석하였다. 난연제 슬러리의 점도는 점도측정기(Brookfield RVT, 3# 50 rpm)를 사용하여 측정하였다.
가수분해성 측정을 위하여 일정량의 난연제를 정량하여 121 o C/0.2 MPa, 100% RH, 96 hr 조건에 노출 후 물에 10분간 분산 후 감압조건에서 0.1 µm 유리 필터로 필터링한 후 건조하여 용해된 정도를 백분율(%, wt/v)로 측정함으로써 가수분해성을 평가하였다.
가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 대한 적용성과 난연성능을 확보하기 위해 내가수분해성, 내알칼리성 및 아미드인산계 난연제와의 난연 성능 시너지 효과를 비교한 결과를 토대로 Al을 최적의 세라믹 난연제로 선정하였다. Al 세라믹 난연제의 입자 크기를 TEM을 통해 확인해 본 결과 나노 스케일의 입자 크기를 확인할 수 있었으며 분산제를 적용한 경우 입자 크기가 더 작고 균일하게 제어되는 것을 볼 수 있었다.
1. 세라믹계 난연제의 용해도 및 내알칼리성 평가
가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 대한 적용성을 확보하기 위해 내가수분해성과 내알칼리성을 평가하였다. 3종의 세라믹(Zn, Al, Sn-Cu)의 90 o C 물에 대한 용해도와 알칼리 용해도 측정 결과 3종 모두 매우 낮은 용해도를 가짐으로써 우수한 내구성을 확인할 수 있었다(Table 2, 3).
그러므로 나노 크기를 제어하고 고농도의 나노형 슬러리를 제조하기 위해 용매치환 공정에서 분산제 적용을 통한 나노 입자의 분산성 향상 연구를 수행하였다. 몇 가지 분산제 종류별로 입도 분포와 점도 등을 비교 고찰함으로써 최적의 분산제를 선정하였다.
세라믹 3종(Zn, Al, Sn-Cu)에 대해 90 o C 용해도(MS-256-26)와 알칼리 용해도를 측정하였으며 나노 콜로이드 상태의 세라믹은 필터링이 어려운 문제점을 감안하여 벌크 크기의 금속 와이어로 용해도를 측정하였다.
세라믹 난연제의 입자 크기를 TEM을 통해 확인해 본 결비교적 균일한 나노 스케일의 입자크기를 나타내었다. (Figure 6).
아미드인산계 난연제와의 난연성능 시너지 효과를 확인하기 위해 함침용폴리우레탄에아미드인산계난연제 20 part, 세라믹 난연제 2.5 part를 적용하여 필름 제조 후 JIS-K-7210규격에 의거하여 한계산소지수(LOI: limiting oxygen index를 측정하였다.
알칼리 용해도는 암모니아수를 이용하여 pH를 10으로 제조한 수용액 100 ml에 제조된 난연제 10 g을 투입하여 10분간 강제 교반 후에 0.1 µm 유리필터로 감압조건에서 필터링한 후 건조하여 용해도(%)를 측정하였다.
여기에 실란 커플링제를 3.0 g 첨가한 후 300 rpm으로 교반하면서 1 hr 동안 가수분해를 진행 1.18% Al DMF 슬러리 200 ml를 둥근 바닥 플라스크에 넣고 300 rpm으로 교반하면서 2단계에서 가수분해시킨 실란커플링제 10 ml를 상온에서 1시간 동안 투입함으로써 표면처리를 진행하였다.
이렇게 표면처리된 Al 파우더를 아미드인산계 난연제 슬러리와 1:8의 비율로 혼합하고 가열함으로써 고형화하여 최종적으로 아미드인산계/무기계 복합난연제를 제조하였다. 표면처리에 사용한 아미노실란 커플링제와 에폭시실란 커플링제에 대해 아미드인산계 난연제와의 예상되는 결합과 구조를 Figure 4에 나타내었다.
이번 연구에서는 보다 엄격해진 자동차 내장재 규격에 부합되는 시트용 인공피혁 제조에 필요한 친환경 복합난연제 개발에 관하여 고찰하였다. 이를 위하여 char 형성을 빠르게 진행할 수 있는 아미드인산계 난연제를 합성하고 이를 실란 커플링제로 표면처리된 나노 세라믹계 난연제와의 복합화를 통해 난연 메카니즘의 char 형성을 가속화함으로써 시너지 효과가 극대화되는 유무기 나노복합 난연제를 개발하고 그 물성을 고찰하였다.
이번 연구에서는 점차 강화되고 있는 자동차 내장재 규격에 부합되는 시트용 인공피혁 제조에 필요한 친환경 복합난연제 개발에 관하여 고찰하였다. 이를 위하여 전기폭발법으로 제조한 무독성 세라믹 난연제를 실란 커플링제로 표면처리한 후 인산아미드계 난연제와 나노복합화함으로써 친환경 유무기 하이브리드 난연제를 제조하고 그 물성을 고찰하였다.
0 wt%의 가수분해된 실란 커플링제를 사용하여 침지시킨 후 가열하여 축합공정을 통해 표면처리하게 된다. 이번 연구에서는 실란 커플링제를 물과 알콜로 가수분해 시킨 후 충분히 잘저어서 투명해지면 세라믹 슬러리를 혼합하여 습식법으로 표면처리후 필터링하여 건조하였다. 상세 과정은 다음과 같다: 1단계로 용매 DMF에 나노화한 Al 제품(입도 14 nm)을 준비하였다.
인공피혁 분야의 적용성을 평가하기 위해 인공피혁의 감량 조건을 고려한 90 o C 용해도와 알칼리 용해도를 측정하였다. 세라믹 3종(Zn, Al, Sn-Cu)에 대해 90 o C 용해도(MS-256-26)와 알칼리 용해도를 측정하였으며 나노 콜로이드 상태의 세라믹은 필터링이 어려운 문제점을 감안하여 벌크 크기의 금속 와이어로 용해도를 측정하였다.
일반적으로 실란 커플링제를 적용하는 방식은 유기물에 내첨하는 방법과 무기물에 직접 표면 처리하는 두 가지 방법이 알려져 있는데 이번 연구에서는 생산성을 고려하여 내첨하는 방법을 선택하여 수행하였다(Figure 3). 습식법을 사용할 경우 무기물 파우더의 양 대비 0.
제조된 Al 세라믹 난연제에 대해 유해 규제 물질 10종(As, Hg, Sb, Pb, Co, Cd, Ni, Cr, Cr(VI), Cu)의 함량을 측정하였다. 시험분석은 ICP-OES(inductively coupled plasma- optical emission spectrometer)를 이용하여 측정하였다.
최종적으로 제조된 인산아미드/세라믹 복합난연제의 난연성능을 평가하기 위해 함침용 폴리우레탄에 복합난연제 20 part를 적용하여 제조한 필름의 LOI 값을 측정하였다. 아미노실란 커플링제 2종과 에폭시실란 커플링제 2종을 각각 사용하여 제조된 인산아미드/세라믹 복합난연제의 난연성능을 비교한 결과를 Figure 11에 나타내었다.
최종적으로 제조된 인산아미드/세라믹 복합난연제의 난연성능을 평가하기 위해 함침용 폴리우레탄에 복합난연제 20 part를 적용하여 필름을 제조한 후 LOI 값을 평가하였다.
표면처리된 Al과 최종적으로 제조된 인산아미드/세라믹 복합난연제 표면에 대한 SEM-EDS 분석을 통해 구조 분석함으로써표면처리및복합화에따른조성변화를확인하였다.
인산아미드계 난연제는 선행연구에서 수행했던 방법에 따라 neopentyl golcol, 1,4-dioxane, phosphorous oxychloride의 반응을 통해 백색 슬러리 형태의 1단계 화합물(CDDO, 2-chloro-5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinane-2-oxide)를 합성하고 여기에 1,4-dioxane과 ethylenediamine을 첨가하여 최종 반응물(DADO, dimerized 2-amino-1,3,2-dioxaphosphin-ane-2-oxide based flame retardant)를 합성하였다(Figure 1)[12]. 합성된 난연제 DADO의 순도를 높이기 위하여 용매치환 후 밀링과 메탄올을 이용한 재결정을 각각 시행하였다.

대상 데이터

Neopentyl glycol, phosphorous oxychloride, 1,4-dioxane, methanol 등은 대정화금(주)로 부터 구매한 제1급 시판품을 사용하였다. 용매치환에 사용한 계면활성제는 BYK(독일)로 부터 제공받아 사용하였다.
5 part를 추가로 첨가했을 때 LOI 값이 증가하는 결과를 나타내었다. Table 4의 결과로 부터 3종의 세라믹중에서 가장 큰 난연 시너지 효과를 나타내는 Al을 최적의 세라믹 난연제로 선정하였다.
이번 연구에서는 실란 커플링제를 물과 알콜로 가수분해 시킨 후 충분히 잘저어서 투명해지면 세라믹 슬러리를 혼합하여 습식법으로 표면처리후 필터링하여 건조하였다. 상세 과정은 다음과 같다: 1단계로 용매 DMF에 나노화한 Al 제품(입도 14 nm)을 준비하였다. 2단계로는 실란 커플링제의 가수분해를 위하여 95% 에탄올과 정제수의 비율을 80:20(v/v%)으로 하여 150 ml를 만든 후 아세트산을 첨가하여 pH가 6.
Neopentyl glycol, phosphorous oxychloride, 1,4-dioxane, methanol 등은 대정화금(주)로 부터 구매한 제1급 시판품을 사용하였다. 용매치환에 사용한 계면활성제는 BYK(독일)로 부터 제공받아 사용하였다.
함침용 폴리우레탄 수지는 현대하이켐㈜로 부터 제공받아 사용하였다.

데이터처리

5 part를 적용하여 필름 제조 후 JIS-K-7210규격에 의거하여 한계산소지수(LOI: limiting oxygen index를 측정하였다. 동일 종류의 시편에 대해 3회 반복 실험 후에 평균값을 구하였다.

이론/모형

세라믹계 난연제 제조를 위하여 액체 중에서 금속선을 원재료로 하여 전기폭발법으로 나노입자를 형성하여 분산시키는 one-step 나노콜로이드제조공법을사용하였다(Figure 2)[13]. 전기폭발법은 펄스 파워 사용으로 에너지 효율과 생산성이 높으며, 폐기물이 없는 친환경적인 공법이다.
제조된 Al 세라믹 난연제에 대해 유해 규제 물질 10종(As, Hg, Sb, Pb, Co, Cd, Ni, Cr, Cr(VI), Cu)의 함량을 측정하였다. 시험분석은 ICP-OES(inductively coupled plasma- optical emission spectrometer)를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 대한 적용성을 확보하기 위해 내가수분해성과 내알칼리성을 평가하였다. 3종의 세라믹(Zn, Al, Sn-Cu)의 90 o C 물에 대한 용해도와 알칼리 용해도 측정 결과 3종 모두 매우 낮은 용해도를 가짐으로써 우수한 내구성을 확인할 수 있었다(Table 2, 3). 용해도 측정 후 금속 와이어의 표면을 SEM으로 관찰한 결과를 보면, Zn와 Al은 90 o C 및 알칼리 용해 후 표면 부식이 상대적으로 크지 않은 반면 Sn-Cu의 경우 표면 부식이 가장 많이 일어난 것으로 보아 세라믹계 난연제로서 다소 부적합한 것으로 판단되었다.
Al 세라믹 난연제의 난연 시너지 효과를 확인하기 위해 아미드인산계 난연제만 20 part, 22.5 part, 25 part로 함량을 늘린 경우와 아미드인산계 난연제 양을 20 part로 고정하고 Al을 2.5 part, 5 part로 함량을 늘린 경우의 LOI 값을 비교한 결과, 아미드인산계 난연제의 함량만을 늘리는 것보다 아미드인산계 난연제에 Al 함량을 2.5 part, 5 part로 늘리는 것이 LOI 상승 효과가 더 높은 것을 확인할 수 있었다(Figure 5).
가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 대한 적용성과 난연성능을 확보하기 위해 내가수분해성, 내알칼리성 및 아미드인산계 난연제와의 난연 성능 시너지 효과를 비교한 결과를 토대로 Al을 최적의 세라믹 난연제로 선정하였다. Al 세라믹 난연제의 입자 크기를 TEM을 통해 확인해 본 결과 나노 스케일의 입자 크기를 확인할 수 있었으며 분산제를 적용한 경우 입자 크기가 더 작고 균일하게 제어되는 것을 볼 수 있었다. Al 세라믹계 난연제를 실란으로 표면처리후 SEM-EDS를 이용하여 표면 특성과 성분을 분석해 본 결과 표면처리에 따른 조성 변화를 확인하였으며 이를 아미드인산계 난연제와 복합화함으로써 시너지 효과가 극대화되는 유무기 하이브리드 복합 난연제 제조 기술을 확립하였다.
Al 세라믹 난연제의 입자 크기를 TEM을 통해 확인해 본 결과 나노 스케일의 입자 크기를 확인할 수 있었으며 분산제를 적용한 경우 입자 크기가 더 작고 균일하게 제어되는 것을 볼 수 있었다. Al 세라믹계 난연제를 실란으로 표면처리후 SEM-EDS를 이용하여 표면 특성과 성분을 분석해 본 결과 표면처리에 따른 조성 변화를 확인하였으며 이를 아미드인산계 난연제와 복합화함으로써 시너지 효과가 극대화되는 유무기 하이브리드 복합 난연제 제조 기술을 확립하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 내가수분해 및 내알칼리성 등의 가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 적용 가능한 환경친화형 고성능 난연제를 개발하게 된다면 적은 사용량으로도 충분한 난연성을 확보하고 유해 폐기물을 저감함으로써 환경문제 개선에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
아미노실란을 사용한 경우보다 에폭시실란을 사용한 경우의 LOI 값이 큰 것으로 보아 에폭시실란 커플링제를 사용하였을 때 Al 세라믹계 난연제의 표면활성화 효과가 더 큰 것을 알 수 있다.
5 part, 5 part로 각각 함량을 늘리면서 LOI 값의 변화를 Figure 12에 도시하였다. 아미드인산계 난연제 20, 22.5 part 기준에서 세라믹계 난연제를 2.5, 5 part 복합화한 경우는 LOI 값의 증가세가 둔해지는 반면, 아미드인산계 난연제 함량이 25 part에서 세라믹계 난연제 함량을 늘려 복합화한 경우는 LOI 값이 직선적인 증가세를 나타내었다. 이러한 결과로 부터 아미드인산계 난연제 함량이 높은 조건에서 세라믹계 난연제를 복합화 하는 것이 난연성능의 상승효과 측면에서 더 유리할 것으로 해석된다.
아미드인산계 난연제를 20 part만 첨가했을 때에 비해 세라믹 난연제 2.5 part를 추가로 첨가했을 때 LOI 값이 증가하는 결과를 나타내었다.
용해도 측정 후 금속 와이어의 표면을 SEM으로 관찰한 결과를 보면, Zn와 Al은 90 o C 및 알칼리 용해 후 표면 부식이 상대적으로 크지 않은 반면 Sn-Cu의 경우 표면 부식이 가장 많이 일어난 것으로 보아 세라믹계 난연제로서 다소 부적합한 것으로 판단되었다.
유무기 복합난연제의 EDS 분석결과 아미드인산계 난연제의 C, N, O, P와 세라믹계 난연제의 Al, 표면처리에 사용된 실란의 Si 피크가 각각 검출되었으며 이를 통해 아미드인산/Al 세라믹 복합난연제가 적절하게 제조되었음을 확인할 수 있었다(Figure 10).
표면처리된 Al을 SEM-EDS 성분 분석을 통해 구조 분석한 결과 표면처리 전에 볼 수 없었던 Si와 O의 피크를 관찰함으로써 표면처리가 되었음을 확인할 수 있었다(Figure 8). 유무기 복합난연제의 표면을 SEM으로 관찰한 결과 아미노실란을 사용한 경우보다 에폭시실란을 사용하여 표면처리된 복합난연제의 뭉침 현상 개선되어 복합화가 균일하게 잘 진행되었음을 확인할 수 있었다(Figure 9).
5, 5 part 복합화한 경우는 LOI 값의 증가세가 둔해지는 반면, 아미드인산계 난연제 함량이 25 part에서 세라믹계 난연제 함량을 늘려 복합화한 경우는 LOI 값이 직선적인 증가세를 나타내었다. 이러한 결과로 부터 아미드인산계 난연제 함량이 높은 조건에서 세라믹계 난연제를 복합화 하는 것이 난연성능의 상승효과 측면에서 더 유리할 것으로 해석된다.
제조된 Al 세라믹 난연제에 대해 유해 규제 물질 10종(As, Hg, Sb, Pb, Co, Cd, Ni, Cr, Cr(VI), Cu)의 함량을 측정한 결과 모두 LOQ(limit of quantification) 이하의 값을 나타냄으로써 규제 유해물질의 잔류량이 극히 미량임을 확인하였다(Table 7).
표면처리된 Al을 SEM-EDS 성분 분석을 통해 구조 분석한 결과 표면처리 전에 볼 수 없었던 Si와 O의 피크를 관찰함으로써 표면처리가 되었음을 확인할 수 있었다(Figure 8). 유무기 복합난연제의 표면을 SEM으로 관찰한 결과 아미노실란을 사용한 경우보다 에폭시실란을 사용하여 표면처리된 복합난연제의 뭉침 현상 개선되어 복합화가 균일하게 잘 진행되었음을 확인할 수 있었다(Figure 9).

후속연구

Al 세라믹계 난연제를 실란으로 표면처리후 SEM-EDS를 이용하여 표면 특성과 성분을 분석해 본 결과 표면처리에 따른 조성 변화를 확인하였으며 이를 아미드인산계 난연제와 복합화함으로써 시너지 효과가 극대화되는 유무기 하이브리드 복합 난연제 제조 기술을 확립하였다. 이러한 연구 결과를 토대로 내가수분해 및 내알칼리성 등의 가혹한 물성이 요구되는 자동차 내장재용 인공피혁에 적용 가능한 환경친화형 고성능 난연제를 개발하게 된다면 적은 사용량으로도 충분한 난연성을 확보하고 유해 폐기물을 저감함으로써 환경문제 개선에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	브롬계 난연제의 특징은 무엇인가?	자동차 부품에 난연성을 부여하기 위해 지속적으로 사용해온 브롬계 난연제는 난연 효과는 우수하지만 연소시 다이옥신과 같은 환경호르몬 물질이나 유해가스가 발생하는 등 환경 및 인체 유해성 문제가 대두되면서 이에 대한 규제가 전 세계적으로 강화되고 있다[1,2]. 이러한 규제 강화 움직임에 대응하기 위해 비할로겐계 화합물을 중심으로 대안을 찾기 위한 연구가 진행되고 있으며 특히 인계 난연제와 무기계 난연제에 대한 연구가 주를 이루고 있다[3−5].
	폴리인산염의 문제점은 무엇인가?	이러한 규제 강화 움직임에 대응하기 위해 비할로겐계 화합물을 중심으로 대안을 찾기 위한 연구가 진행되고 있으며 특히 인계 난연제와 무기계 난연제에 대한 연구가 주를 이루고 있다[3−5]. 그러나 폴리인산염의 경우에는 고온 다습 조건에서 가수분해로 인해 물성이 저하되고 스팀이나 열수에 의한 표면 거동으로 인해 물 얼룩, 백화, 냄새 등의 문제점이 있고 유기 인산계 난연제는 플라스틱이나 시트에 적용 시 유기물 휘발성분이 발생하여 차량 유리창 내부에 붙는 포깅 현상과 가수분해 등의 문제점이 있다. 또한 무기계 난연제는 난연성 확보를 위해 과량 사용해야 하며 이에 따른 분진 발생 가능성이 높고 부품의 감성지수 저하, 낮은 pH 안정성 등의 단점이 있다.
	환경호르몬과 같은 유해물질에 대한 규제 강화 움직임에 대응하기 위해 연구 되는 것은 무엇인가?	자동차 부품에 난연성을 부여하기 위해 지속적으로 사용해온 브롬계 난연제는 난연 효과는 우수하지만 연소시 다이옥신과 같은 환경호르몬 물질이나 유해가스가 발생하는 등 환경 및 인체 유해성 문제가 대두되면서 이에 대한 규제가 전 세계적으로 강화되고 있다[1,2]. 이러한 규제 강화 움직임에 대응하기 위해 비할로겐계 화합물을 중심으로 대안을 찾기 위한 연구가 진행되고 있으며 특히 인계 난연제와 무기계 난연제에 대한 연구가 주를 이루고 있다[3−5]. 그러나 폴리인산염의 경우에는 고온 다습 조건에서 가수분해로 인해 물성이 저하되고 스팀이나 열수에 의한 표면 거동으로 인해 물 얼룩, 백화, 냄새 등의 문제점이 있고 유기 인산계 난연제는 플라스틱이나 시트에 적용 시 유기물 휘발성분이 발생하여 차량 유리창 내부에 붙는 포깅 현상과 가수분해 등의 문제점이 있다.

참고문헌 (13)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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