화학뉴스

아케마(Arkema)가 자외선(UV) 경화에 특화된 아크릴계 열가소성 컴포짓 수지를 개발했다.
아케마는 현장중합형 특수 아크릴계 화학제품인 엘리움(Elium) 브랜드에서 UV 중합 타입을 새롭게 개발했다고 밝혔다.
열을 활용한 중합과 조합함으로써 2단계 중합하기 때문에 탄소섬유강화플래스틱(CFRP) 매트릭스로 활용이 가능하며 수소탱크의 높은 생산성을 실현하는데 도움이 될 것으로 예상된다.
필라먼트와인딩 성형법을 활용해 라이너를 감으면서 1단계 중합을 실시함으로써 체적수축 문제를 해결했고, 품질을 컨트롤하기도 쉬워진 것으로 알려졌다.
수소탱크에 대한 코스트 감축 니즈가 확산되는 가운데 유효한 솔루션으로 제안이 가능할 것으로 기대하고 있다.
엘리움은 첨가제를 배합한 MMA(Methyl Methacrylate)로 현장중합형 컴포짓 매트릭스 수지로 투입되고 있으며 UV 경화를 추가한 2단계 중합법은 장치 생산기업인 MF Tech 및 가스탱크 생산기업 Ullit, 경화제 생산기업인 Madel 등과 함께 개발했다.
탱크 라이너에 엘리움을 합침시킨 탄소섬유를 감으면서 UV 조사를 실시해 1단계 중합을 실행했으며 모두 감은 후에는 오븐으로 완전 중합을 시켰다.
1단계 중합을 실시한 단계에서 겔화가 일어나 체적수축이 발생했지만 수축시키면서도 감아올리는 작업을 계속함으로써 필라먼트와인딩 성형제품으로 빈틈이 없도록 조절할 수 있었고 품질관리도 용이해진 것으로 평가된다.
체적수축 문제는 다른 수지에서도 발생할 수 있는 것으로, 반경화시켰기 때문에 2단계째에는 열을 활용한 중합시간을 80℃ 환경에서 30분 정도로 일반적인 열경화성 수지를 사용한 사례에 비해서도 대폭 단축할 수 있었다.
유럽에서는 MMAtwo로 알려진 아크릴수지 리사이클과 관련해 컨소시엄이 구성되고 있다.
아크릴수지를 해중합해 모노머로 돌려놓는 것으로 리사이클에 대한 대응능력도 해당 소재의 강점으로 파악되고 있다.
현재 남은 과제는 법규제로 파악되고 있다.
엘리움은 열가소성 수지이며 현재 단계에서는 세계적으로 사용할 수 없으나 앞으로 연료전지 자동차 수요가 급증하며 생산성을 중시하는 풍조가 확산된다면 생산성과 품질관리에 유리한 엘리움에 대한 니즈가 확대될 것으로 예상된다.
일반적으로 현장중합형 매트릭스 수지로 사용하는 나일론(Nylon) 6는 양이온 중합이나 엘리움은 라디칼 중합이 가능해 중합 시 환경에 의존하지 않고 수지로서도 흡수하기 어려운 특징을 보유하고 있다. (K)