경북대 연구팀, 초고내열 견디며 다시 쓸 수 있는 수지 개발

[대전=뉴시스] 조명휘 기자 = 국내 연구진이 한 번 굳으면 다시 사용하기 어려웠던 초고내열 열경화성 수지를 분쇄한 뒤 열과 압력으로 재성형할 수 있는 방법을 찾았다.

한국연구재단은 경북대 여현욱 교수 연구팀이 액정성을 갖는 비스말레이미드(BMI) 분자구조와 고온에서 결합이 재배열되는 동적공유결합 네트워크를 결합해, 약 300도급의 고내열성과 열·압력에 의한 재가공성을 구현한 액정 비스말레이미드 비트리머((Vitrimer)를 개발했다고 22일 밝혔다.

비스말레이미드(BMI)는 고온에서도 열적·기계적 안정성이 뛰어나 항공우주·전자 분야에 활용되는 대표적인 고성능 열경화성 수지다.

뛰어난 내열성과 기계적 특성을 갖지만, 한 번 경화되면 3차원 가교구조를 형성해 다시 녹이거나 성형이 어려워 수리 및 재가공·재활용에 한계가 있다.

이에 연구팀은 강직한 액정성 비스말레이미드와 2,2′-다이알릴비스페놀 A를 이용해 액정 분자구조와 동적공유결합을 하나의 열경화성 네트워크에 결합했다. 고온에서 견고함을 유지하면서 결합 재배열을 통한 재가공이 가능하다.

개발된 소재는 동적기계분석 기준 304.6℃의 유리전이온도와 404℃의 5% 열분해 온도를 나타내 뛰어난 내열성을 입증했다고 연구팀은 설명했다.

여현욱 교수는 "고내열성과 재가공성을 동시에 확보할 수 있는 분자설계 전략을 제시한 것"이라며 "항공우주용 복합재 매트릭스, 고온 전기·전자 부품, 반도체·전자패키징용 절연재 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다"고 했다. 

연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구 지원사업을 통해 진행됐다. 재료과학 및 응용화학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난 8일 온라인 공개됐다.


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