화학뉴스

쿠라레(Kuraray)가 매트릭스 수지 간의 반응을 이용한 내열 컴포짓 신제품을 개발했다.
페녹시(Phenoxy) 섬유와 PC(Polycarbonate) 섬유, 탄소섬유 혼합 부직포를 활용해 가열성형하고 양 매트릭스 수지를 반응시킴으로써 열변형온도가 섭씨 300도를 넘어서는 CFRP(Crabon Fiber Reinforced Plastic)를 성형한 것으로 수지 각각의 성형온도가 300도 미만이기 때문에 일반 EP(엔지니어링 플래스틱) 성형설비를 그대로 이용할 수 있고 성형 시 에너지 절감 효과도 있는 것으로 평가된다.
현재 용도 개척에 나선 단계이며 니즈에 맞추어 섬유나 부직포 형태로 판매하는 방안을 검토하고 있다.
쿠라레 신제품은 페녹시수지와 PC를 각각 방사시켜 CFRP 매트릭스 수지로 만드는 방법을 사용한 것으로 페녹시수지와 PC 모두 성형온도가 300도 미만이지만 조합 후 가열성형을 거침으로써 페녹시의 수산기와 PC 관능기 간의 에스터 교환으로 경화반응을 일으켜 내열성을 향상시킨 것이 특징이다.
페녹시만 매트릭스로 사용하는 컴포짓은 열변형온도가 100도, PC 단독이면 150도 정도이지만 개발제품은 300도 이상에 달해 주목된다.
고내열 EP 성형에는 고온가열이 가능한 설비가 필요하며 개발제품과 동일한 고내열성을 갖춘 컴포짓을 형성하기 위해서는 일반적으로 350-400도 수준의 성형온도가 필요하지만 개발제품은 기존 PC 설비로도 충분히 대응할 수 있어 수요기업이 별도의 설비투자 없이 채용 가능하고 소비 에너지 감축도 기대되고 있다.
니들펀치 부직포로 제조하는 컴포짓은 CFR PC, CFR 페녹시일 때 유리전이온도(Tg)에서 저장탄성률과 손실정접이 크게 변화하는 등 동적점탄성이 약한 반면, 개발제품은 유리전이온도 이상의 온도에서도 변화가 매우 적은 것이 확인돼 성형성을 검증하면서 용도 개척에 나설 예정이다.
컴포짓 매트릭스로 PC섬유를 사용하는 사례는 예전에도 있었으나 페녹시섬유 사용은 드물었으며 2종의 수지를 반응시키는 방법은 독창적인 아이디어로 평가되고 있다.
매트릭수 수지를 섬유화해 부직포로 사용하는 것은 열가소성 수지를 탄소섬유에 함침시키기 위한 방법 중 하나로 열성형해 욜융시킴으로써 높은 수준으로 함침시킨 CFRP를 얻을 수 있다.
니들펀치로 제조할 수 있어 리사이클 탄소섬유 채용도 가능할 것으로 예상된다. (K)