초록 ▼

○ 연구개발 결과 요약 :
선진사 제품인 Borealis의 WB135에 대한 분석을 통해 power law index 0.35, G'-G" plot의 기울기를 통해 탄성정도의 수준과 발포배율 등에 대한 연구개발 기준을 설정하였고, PP의 용융장력 개선을 위해 3종류의 분지제(furfuryl sulphide, divinylbenzene, hydroquinone)를 이용하여 분지화 PP를 제조하였으며, 3종의 nano-filler(실리케이트, CNT, 그래핀)와의 복합체를 200℃(die 기준) 이축압출기를 이용하여 제조하였다

○ 연구개발 결과 요약 :
선진사 제품인 Borealis의 WB135에 대한 분석을 통해 power law index 0.35, G'-G" plot의 기울기를 통해 탄성정도의 수준과 발포배율 등에 대한 연구개발 기준을 설정하였고, PP의 용융장력 개선을 위해 3종류의 분지제(furfuryl sulphide, divinylbenzene, hydroquinone)를 이용하여 분지화 PP를 제조하였으며, 3종의 nano-filler(실리케이트, CNT, 그래핀)와의 복합체를 200℃(die 기준) 이축압출기를 이용하여 제조하였다. 제조된 개질 PP의 power law index, G'-G" plot 기울기 등의 유변학적 특성 분석을 통해 개선 정도를 파악하여 최적의 formulation을 선정하였고, SEM과 TEM을 이용하여 nano-filler의 분산정도를 파악하였으며, TGA를 이용하여 개질 PP와 나노복합체의 분해온도가 큰 폭으로 상승하는 것을 확인하였다. 개질 PP와 nano-filler 복합체에 대한 발포구조 및 발포배율 평가를 위해 이축압출기를 이용하여 200℃(die 기준)에서 발포체를 제조하였고, SEM을 이용하여 발포구조 및 발포배율을 확인하였으며, Borealis의 WB135와 비교하여 달성정도를 평가하였다. 제품의 물성과 가공공정에 중요한 변수인 결정화 거동 등의 분석을 당초 계획서에 첨가하여 진행하였으며, DSC를 이용하여 비등온 결정화 실험을 수행하였고, Avrami 분석과 Ozawa(수정된 Avrami 분석) 분석을 통해 Avrami index가 3(구정)에서 크게 벗어나지 않음을 확인하였다. 구정의 크기는 첨가제 등의 도입에 의한 불균일 핵생성으로 결정핵이 많아져 작아짐을 알 수 있었다. 향후 상업적 적용의 기초자료 활용을 위해 WB135/iso-PP 블랜드에 대한 물성을 평가하였고, block-PP와 PP-SEBS 블랜드에 대한 연구를 수행하였다. 연구개발 결과 divinylbenzene을 분지제로 이용한 개질 PP의 발포구조 및 배율이 Borealis WB135에 가장 유사하게 나타났고, nano-filler를 이용한 복합체의 경우 그래핀을 제외하고는 shear thinning effect와 탄성특성 개선정도가 양호하였으나, CNT와 그래핀의 경우 발포크기와 발포배율 등에서 오히려 나빠지는 결과를 나타내었는데, 이는 이들 nano-filler가 판형구조를 가지기 때문으로 해석될 수 있다.
○ 연구개발 결과의 기여도 및 활용계획 :
2008년 지경부에서는 플라스틱 발포 시장이 PP 폼으로 대체되는 추세에 따라 부품소재로드맵(금속/화학/섬유분야)에 고용융장력 PP 및 발포에 대한 기술개발 로드맵(2016년 선진국 이상)을 제시하였고, 본 기술개발의 결과는 전기∙전자 산업과 자동차 부품 산업과 밀접한 연관이 있는 PP 폼의 제조기술 개발 및 상용화시 formulation 및 가공기술 확립 등에 기여할 것으로 판단된다. 또한 본 연구개발 결과를 전자부품이나 자동차 부품 등으로 상용화하기 위해서는 각 부품별 가공기술, 발포도 선정기술 및 신뢰성 평가기술 등에 대해서 산업체와의 공동 기술개발이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구개발은 고용융장력 PP에 대한 기초연구로서, 전자제품 포장제, 자동차 내장제 등 PU폼의 대체 기술로서 관련 부품 업체의 PP폼 대체시에 기초자료로 활용이 가능하고, nano-filler 복합체 기술은 현재 관심이 증가되고 있는 CNT나 그래핀의 복합화 연구에 활용될 것으로 기대된다.
○ 연구개발 성과 :
연구개발을 통해 얻은 연구결과를 SCI급 2편, 학진등재 3편 게재 완료하였으며, 국외학술대회에 1편, 국내 학술대회 6편의 논문을 발표하였고, 현재 학진등재 1편 그리고 국제 학술대회 발표 1편을 준비중에 있다. 또한 총 2년간의 연구개발 기간 동안 석사 1인을 양성하였고, 석사 2인, 학부 3인이 연구개발에 참여하여 관련 기술 정보 및 연구 경험을 축적하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• III. 연구성과 ... 9