화학뉴스

초고분자량 PE(UHMWPE: Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)는 용도 확대가 기대된다.
UHMWPE는 기존 PE보다 분자량을 높여 기계적 강성을 향상시킨 고부가제품으로, 국내에서는 한화토탈에너지스가 대산에서 14만톤을 가동하고 있다.
주로 2차전지 분리막 소재로 공급하고 있으며 PFAS(Polyfluoroalkyl Substance)의 일종인 불소수지 대체소재로도 주목받음에 따라 PFAS 규제 강화를 타고 신규 용도 개척이 가능할 것으로 예상되고 있다.
최근에는 도레이(Toray)가 독자 제막기술로 기존의 경량성, 절연성, 유연성을 유지하면서 인장강도를 최대 1200MPa까지 향상시킨 UHMWPE 신제품을 공개해 활용 영역이 더욱 넓어질 것으로 기대되고 있다.
UHMWPE는 분자 사슬 얽힘이 성기기 때문에 필름으로 제조하려면 압축성형한 원통형 성형물을 계속 잘라내야 해 코스트가 높을 뿐만 아니라 분자가 무작위로 배향돼 강도, 열전도성에 한계가 있고 필름 폭과 길이를 조절할 때에도 제한이 많다.
그러나 도레이는 독자 개발한 압출‧2축연신 기술로 UHMWPE의 분자 사슬을 2차원 방향으로 배향시킨 나노 구조 필름을 제조하는데 성공했으며 공업용으로 일반적으로 투입되는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름과 비교했을 때 인장강도를 2배 이상 향상시킨 것으로 알려졌다.
플래스틱 필름 중 최고의 인장강도를 갖추게 된 것이며, 필름 절단 폭을 기존의 최대 50센티미터에서 수미터 수준으로도 조절 가능하게 함으로써 롤 형태로 공급할 수 있게 됐다.
두께는 1-20마이크로미터 사이에서 조정할 수 있어 기존 필름보다 얇게 제조하는 것도 가능하며 원료 특성상 내한성이 뛰어나 초전도‧우주 환경과 같은 극저온 상황에서 사용이 기대되고 있다.
나노 구조로 면내 방향으로 열전도성을 강화했기 때문에 면내 열전도율은 최대 18W/mK으로 PET필름의 10배 이상이며 플렉서블(Flexible) 기기 등 소형화‧경량성‧절연성‧유연성이 요구되는 용도에서 방열용으로 투입이 가능할 것으로 예상된다. (강윤화 책임기자)