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보고서 상세정보

진기한 고분자 나노복합 재료

등록일자 2007-03-20
초록 ○ 고분자 재료의 장점에 세라믹의 우수한 탄성률, 경도, 내열성 등의 장점을 부가하기 위한 유 무기 하이브리드 복합재료가 등장한지 오래되었다. 고분자 매트릭스의 강화를 위해서나 자성, 광학 등의 고기능 창출을 위해서나 세라믹 충전제의 크기에서 마이크로미터 수준으로는 만족이 안 되어 나노미터 수준의 필요성이 증대되고 있다.

○ 완성 고분자에 실리카, 티타니아 등 나노 크기의 세라믹 충전제를 기계적으로 배합하는 방법은 충전제 생산 시의 높은 기계적 분쇄비용과 나노 입자의 응집 문제 등이 있어, 졸-겔법에 의한 금속알콕사이드의 가수분해로부터 시작된 실리카 등의 제자리 생성이 각광을 받게 되었다.

○ 본문에서 저자는 더 나아가 기계적 강도 면에서 가장 약한 편인 실리콘 고무의 강화를 위해, 이 고무 내에서 금속알콕사이드의 가수분해에 의해 충전제의 생성과 동시에 고무 내 말단 관능기를 이용하여 축합반응 시 충전제와의 강화된 결합에 의해 강력한 결합을 얻는 고무의 새로운 제자리 충전(in situ filling) 기술에 중점을 두고 기술하였다.

○ 일반적으로 제자리 충전 기술은 졸-겔의 온도, 촉매와 용매, pH의 제어를 통하여 가수분해 속도와 축합속도를 맞추어 고분자와 무기 충전제가 상 분리 되지 않고 단일상이 되도록 복잡하고 정교한 제어를 필요로 하나 여러 단계의 기술발전을 거쳐 실용화로 진입하고 있다.

○ 전기절연용 나노복합 재료에서 기계적 강도가 약한 탄화수소계인 EPDM 고무의 강화가 도전적 과제가 되고 있어 이 기술 적용의 검토가 필요하다. 이 기술 적용으로 우수한 강화용 세라믹 충전제인 실리카의 신장률 향상이 기대되나 난연성 부족과 경제성의 문제가 예상된다. 두께가 얇은 고기능의 특수 응용부터 선택적으로 검토가 되어야 할 것이다. 주로 난연성 향상에 유리한 층상의 개질 몬모릴로나이트 점토는 두께-길이 비(aspect ratio)가 매우 커도 아직까지는 물성 강화 면에서는 실리카에 필적하지 못할 것이다. 그러나 이 비가 큰 층상 실리카의 개발은 나노절연 재료 개발에 더욱 유익할 것이다.
출처 RESEAT모니터링 보고서
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