화학뉴스

일본 브리지스톤(Bridgestone)이 고무와 수지 성분을 분자 수준으로 결합하는 공중합 기술을 개발했다.
독자로 개발한 가돌리늄(Gd) 촉매를 이용한 것으로, 세계 최초로 부타디엔(Butadiene), 이소프렌(Isoprene) 등의 공액디엔(Conjugated Diene)과 에틸렌(Ethylene)을 비롯한 올레핀(Olefin)을 공중합하는데 성공했다.
해당기술로 합성한 하이브리드 소재 HSR(High Strength Rubber)은 강도 및 내마모성이 천연고무를 능가하는 것으로 알려졌다.
브리지스톤은 2016년 촉매구조를 개량해 활성과 IR(Polyisoprene Rubber)의 마이크로 구조제어라는 상반된 성능을 양립한 Gd 촉매를 개발했다.
Gd 촉매는 IR을 얻을 수 있는 3종류의 마이크로 구조 시스(Cis), 트랜스(Trans), 비닐(Vinyl) 가운데 랜덤성이 강하고 부드러운 시스 구조의 비율을 94.0-98.5%에서 99% 이상으로 높임과 동시에 분자량을 제어함으로써 용도에 따라 강도, 가공성 등 물성을 조절할 수 있는 특징이 있다.
새롭게 개발한 고분자 복합체 합성기술은 Gd 촉매를 발전시킨 것으로 고무 및 수지 성분을 임의로 제어할 수 있으며 범용소재 조합 및 성분비율에 따라 다양한 특징을 보유한 하이브리드 소재를 합성할 수 있는 것으로 파악되고 있다.
수지 성분은 설계에 따라 가황이 불필요할 수 있으며 카본블랙(Carbon Black)을 사용하지 않으면 재활용이 가능한 것으로 알려졌다.
천연고무는 강도, 내구성, 보강재와의 접착성능 등이 합성고무를 상회하고 있다.
그러나 신규 합성기술을 토대로 개발한 HSR은 내균열성이 천연고무의 5배 이상에 달하며 가황고무에 따른 내마모 시험에서는 173%, 인장강도 시험에서는 55%의 특성 향상이 확인됐다.
내후성에 대해서는 정적 오존열화 시험을 실시한 결과 천연고무 및 기존 합성고무를 상회했으며 균열속도 비교시험에서는 일반적인 고무에 비해 느리게 균열된 것으로 나타났다.
이에 따라 HSR은 적은 양으로도 타이어에 요구되는 다양한 성능을 실현할 가능성이 있어 브리지스톤은 타이어 시험제작을 시작한 것으로 알려졌다.
브리지스톤은 2020년대 신규 합성기술을 응용한 폴리머를 실용화하겠다는 목표 아래 특징으로 삼는 소재의 조합 및 높은 설계 자유도를 최대한 활용할 계획이다.
또 조합에 따라 촉매활성이 상이함에 따라 다양한 시장니즈 가운데 실현성이 높은 영역으로 연구개발을 집중할 방침이다.