1. 연구목표 ● 연구개발의 최종목표: VDF 기반 불소계 공중합체 제조 친환경 원천공정 개발 ∙ F-elastomer 용 VDF/HFP, VDF/CTFE 공중합체 제조공정 개발 ∙ 진공/유압용 및 극저온 내후성 PCTFE 제조공정 개발 ○ 당해연도 목표 (1/3): VDF 기반 불소계 공중합체 제조 기반기술 개발 - VDF/HFP 공중합체 합성 및 물성평가 (1 L 규모, 고형분 농도> 20%,Mw>100,000) - 고기능 진공/유압용 CTFE 텔로머 제조기술 개발 (순도> 98%, N=2~5)
1. 연구목표 ● 연구개발의 최종목표: VDF 기반 불소계 공중합체 제조 친환경 원천공정 개발 ∙ F-elastomer 용 VDF/HFP, VDF/CTFE 공중합체 제조공정 개발 ∙ 진공/유압용 및 극저온 내후성 PCTFE 제조공정 개발 ○ 당해연도 목표 (1/3): VDF 기반 불소계 공중합체 제조 기반기술 개발 - VDF/HFP 공중합체 합성 및 물성평가 (1 L 규모, 고형분 농도> 20%,Mw>100,000) - 고기능 진공/유압용 CTFE 텔로머 제조기술 개발 (순도> 98%, N=2~5) 2. 주요 연구내용 - VDF/HFP 공중합체 중합 및 조성별 탄성 영역 규명 - VDF/HFP 공중합체 선택적 Sequence 반응조건 규명 - CTFE 텔로머 합성 및 분석기술개발 - CTFE 텔로머 선택적 반응 및 분리정제 - 친환경 불소계 계면활성제 용 불소계 모노머 및 이를 이용한 올리고머합성 (수율> 70%, 순도> 95%, 불화탄소기<3) 3. 주요 연구개발결과 및 성과 - 특허출원 13건 등록 17건, 논문 8건(SCI 1건), 학회발표 21건, 기술이전 2건 - VDF-co-HFP 공중합체 탄성영역 규명: HFP> 20% - VDF/HFP 공중합체 합성조건 규명: 유화중합, PVDF 제조조건 확인 (Mw,max~300,000) - Benzoyl peroxide, SO2Cl2 및 CCl4를 사용한 최적의 합성법 선별 - Dimer, trimer, tetramer 등 중합도(N) 2~8의 CTFE 텔로머 합성 : 수율 53~67%, 순도(N= 2~5): >98%, - 비스플루오로알코올 합성 (4종) - 하이브리드형 양이온(6종)/비이온(2종) 계면활성제 합성 4. 활용분야 및 계획 - 비스플르오로 알콜 합성: 수탁사업 유치 (㈜드림텍) - VDF 공중합체는 불소고무 및 가공 용이성이 부여된 내후성 재료, PCTFE 제조기술은 불소계 윤활유 및 극저온 내구성 불소수지 재료에 활용 예정 - 본 연구에서 개발하고자 하는 재료인 VDF 공중합체 및 PCTFE 는 국내에서 실용화가 되어 있지 않기 때문에 중점사업으로 실험실 규모의 제조공정을 개발한 후 향후 실용화중심의 타 부처사업 혹은 수탁사업으로 scale-up 및 상용화를 추진할 예정 - 개발시 발생하는 문제점은 관련 수요기업과 긴밀히 협력하여 현장 상황에 부합하는 소재를 개발할 예정: 대상기업 코오롱, 애경, NKR, 전영 - 실험실 규모의 연구결과물들은 관련기업에서 현장시험을 수행하고, 향후 상업화 연구참여 및 기술이전에 대비함 5. 기대효과 ○ 수입대체 효과: 2017년 기준: 불소고무 (600 억원), 불소계 윤활유 (300억원), 내후성도료 코팅 첨가제 (240억원), 2차전지 바인더/전해질 (200억원), 태양전지 backsheet(72억원): 원재료 기준 ○ 산업∙사회적 기대효과: 국내 수급이 불가능한 고기능성 불소계 계면재료의 핵심원료인 VDF 공중합체, 극저온 내후성이 우수한 PCTFE 올리고머 및 고분자제조기술 확보, 폭발적으로 증가하는 에너지, 전자 산업 핵심 재료 공급, 첨단,고부가가치, 독점적 기술 보유 중소기업 육성, 환경 비유해 불소화합물 활용기술 확보:PFOA 대체 불소화합물 확보에 따른 환경 개선 6. 차년도 연구계획 1) 연구목표: VDF 기반 불소계 공중합체 제조 기술 확대 - THV 공중합체 제조기술 개발 (Dp=250±30 nm, 1 L 규모, 고형분 농도> 20%,Mw>100,000) 및 진공오일용 CTFE 텔로머 분자량 확장 기술 개발 (순도> 98%, N=6~10) 2) 연구내용 - THV 공중합체 콜로이드 합성조건 확립, 투명/비투명 THV 공중합체 영역 규명 - THV 공중합체 중합 및 조성별 탄성 영역 규명 - CTFE 텔로머 제조공정 최적화, CTFE 단량체 제조공정 탐색연구 - 친환경 불소계 비이온성 계면활성제 합성 (5[트리스플루오로알칸올(TFAO) 합성, TFAO를 이용한 계면활성제 합성]
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