1. 최종목표 PVA 섬유는 현재까지 대부분을 일본 등에서 수입에 의존하고 있으며 코오롱에서 생산 기술을 개발중에 있는 가볍고 흡습성이 우수한 인조섬유이다. 특히 산업용 PVA 섬유는 고강력 직물에 의한 방탄재료, 건축보강재, 자동차, 선박, 항공기의 내장재 등에 이용되었지만 난연 및 방염에 대한 개발은 전혀 되어있지 않다. 그러므로 PVA 부직포, 방탄용 PVA 직물, PVA staple fiber 등을 여러 가지 난연제를 개발한 후 graft중합 시킨 후 분자구조 확인, XRF분석, DSC, TGA 특성 및 방염지표인 기존
1. 최종목표 PVA 섬유는 현재까지 대부분을 일본 등에서 수입에 의존하고 있으며 코오롱에서 생산 기술을 개발중에 있는 가볍고 흡습성이 우수한 인조섬유이다. 특히 산업용 PVA 섬유는 고강력 직물에 의한 방탄재료, 건축보강재, 자동차, 선박, 항공기의 내장재 등에 이용되었지만 난연 및 방염에 대한 개발은 전혀 되어있지 않다. 그러므로 PVA 부직포, 방탄용 PVA 직물, PVA staple fiber 등을 여러 가지 난연제를 개발한 후 graft중합 시킨 후 분자구조 확인, XRF분석, DSC, TGA 특성 및 방염지표인 기존의 LOI value 15~18인 것을 25~30으로 향상 시키고자 한다. 2. 개발내용 및 결과 - PVA와 난연제의 graft 중합의 이론적 원리의 정립 - Graft 중합의 조건 확립 및 실헙법 확립 - PVA 부직포와 난연제의 반응조건 확립 - 고강력 PVA kevlar 혼합직물과의 난연성 실헙법 확립 - 방탄용 PVA 직물과 난연성 실헙법 확립 - PVA 부직포, PVA staple fiber의 난연성 실헙법 확립 - FT-IR에 의한 분자구조 확인 - TGA 및 DSC에 의한 열분해 거동 및 열적성질 확인 - X-ray fluorscence spectrophotometer에 의한 원소분석 및 분포도 확인 - 전자현미경에 의한 표면분석 - 산소지수법에 의한 LOI value 확인 3. 사업성과 ${\bigcirc}$ 기술적 성과 (1) PVA 섬유의 구조적 특징인 hydroxy기는 Halogen 화합물과의 친핵성 치환반응(Sn)을 할것으로 기대 되므로 방염성 혹은 난연성 효과를 나타낼수 있는 인(phosphorous)Halogen(F, Cl, Br등) 및 질소(Nitrogen)원소를 가진 화합물을 개발하여 graft중합을 실시하였는바 PVA 고분자 반응조건인 반응온도(60~90$^{\circ}C$), 반응시간(30min~3hrs), 반응용매(DMF, DMSO, Dioxane등)을 개발하여 난연성 반응조건을 확립하였다. (2) 반응장치를 설비하여 대량생산 할 수 있는 조건을 제시하였다. (3) PAV 부직포, PVA staple fiber, 방탄용 고강력 PVA 직물 등을 몇가지 난연제로 graft 중합 시킨 결과를 분자구조(FT-IR), 원소분석(XRF), 열적성질(DSC, TGA), 표면구조(SEM)등의 첨단기기장비로 확인하였다. (4) 여러 종류의 PVA 직물은 반응조건에 따라 섬유표면의 색상이 염색한 섬유와 같은 발색 현상을 나타내었다. (5) 반응전의 LOI value가 15~18인 것이 난연제 처리한 PVA의 LOI value는 25~30으로 향상된 결과를 나타내었다. ${\bigcirc}$ 경제적 성과 (1) 화재는 불특정성에 의해 발생하여 인명과 재산을 파멸시키므로 특히 대중적 집합체에서는 막대한 손실을 야기 시킨다. 이에 PVA 섬유는 이러한 대중적 소재에 많이 응용되므로 이에 대비한 PVA의 난연제 개발과 반응온도, 반응시간, 반응용매, 반응 장치의 개발 확립 등은 대량생산에 응용할 수 있는 조건을 제시하였다. (2) 본 사업에서 연구한 여러 종류의 PVA 재료를 난연제와 친핵성 반응에 의해 graft시켜 원소분석법(XRF), 분자구조확인(FT-IR), 열적성질 규명(DSC, TGA 등), 섬유표면분석(SEM)등 첨단장비에 의해 물성을 조사 및 확인하므로 생산성 효과 및 대량생산 설비의 기반을 조성하였다. (3) 불에 약한 PVA 섬유의 분자구조적 조건을 LOI값을 25~30으로 향상시키므로써 차별화, 고급화, 특성화 상품 개발의 기초를 확립하였다. ${\bigcirc}$ 활용성과 (1) PVA 섬유는 분자구조적으로 가볍고 인화성이 큼으로 본 사업의 결과에 의해 커텐, 천막, 벽지, 인테리어 소재에 응용이 가능함. (2) 건축자재 응용이 가능함. (3) 자동차, 선박, 항공기의 내장재에 응용이 큼 (4) 방탄용 소재(방탄의, 방탄조끼, 방탄자재 등)에 응용이 가능함. (5) 기타 의류, 침구류에 응용이 가능함. 4. 향후추진계획 (1) 다양한 산업용 PVA 소재 개발 (2) 대량생산에 응용 대비한 Pilot형 난연제 합성장치 개발 (3) 대량생산을 위한 난연제 합성 장치 개발 (4) 대량생산을 위한 graft중합 반응조 개발 (5) 기존 생산 시설을 응용한 시스템 개발(Jigger염색기, Rapier염색기 등)
목차 Contents
개발결과의견서...1
최종보고요약서(초록)...2
표지...5
최종보고서제출서...6
목차...7
제 1 장 서론...8
제 1 절 일반적인 서론...8
제 2 절 PVA의 화학적인 성질...9
제 2 장 과제개발 내용 및 방법...11
제 1 절 시료 시약 및 기기...11
제 2 절 Graft 중합반응...11
제 3 절 PVA 소재와 난연제 난연제의 반응원리...12
제 4 절 PVA와 난연제의 graft 중합...13
제 5 절 FT-IR에 의한 구조분석...14
제 6 절 X-ray flurorescence spectrophotometer에 의한 원소분석...15
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