마이크로파 오븐으로 신소재 개발
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특허청, 친환경 고분자 중합 가능 … 정보전달에서 공업용으로 확산 주방에서 사용되고 있는 마이크로파 오븐이 개발된 지 반세기가 지나면서 점차 공업용으로 발전ㆍ개량되고 이제는 고분자 신소재산업의 첨병기기로 등장하고 있다.300MHz부터 3000MHz의 주파수에 해당하는 마이크로파는 사용범위가 넓어 레이더와 다중통신 등의 정보전달용은 물론 공업용으로 사용 가능하기 때문이다. 전자기 스펙트럼 특히, 가열ㆍ건조용으로 사용되는 주파수 범위는 2450MHz로 전자파를 이용해 합성물질의 내부까지도 빠르게 직접가열이 가능하고 혼합물에서 특정물질만을 선택적으로 가열이 가능하기 때문에 새로운 청정 에너지원으로 부각되고 있다.
공업적으로 사용되는 고분자 중합법에는 용액중합, 용융중합, 계면중합, 고상중합 등으로 구분할 수 있으나, 유기용매의 사용 및 회수과정에 의한 경제적인 부담과 환경오염의 우려, 긴 반응시간으로 인한 낮은 효율성 문제, 반응물의 산화나 변성을 방지하기 위해 완전밀폐 반응기나 불활성 분위기를 요구되는 조건, 반응에 필요한 열을 반응기 외부에서 전기히터를 공급하게 되어 국부적으로 과열되는 단점들이 있다. 최근에는 이를 극복하고자 청정에너지인 마이크로파를 이용한 합성ㆍ중합 연구가 활발한데, 반응물 자체의 발열을 이용해 반응기의 균일한 온도조절이 가능해지고 반응입자의 융착을 현저히 감소시켜줌으로써 빠른 시간에 우수한 품질의 Polyamide, Polyimide, PC(Polycarbonate) 같은 고분자를 용이하게 제조할 수 있다. 1980년대 후반 Gedye 등이 밀폐된 용기에서 유기화학반응에 관한 연구를 시작하면서 최근까지 발표된 연구논문은 1200여건에 달하고 있고, 1990년대 말부터는 더욱 급격히 증가하고 있지만 특허출원은 아직까지 활발하지 못한 실정이다. 1998년 한국화학연구원의 김희영 박사팀과 단국대학교의 홍인권 교수팀이 마이크로파 에너지를 적용해 중합체 제조연구를 시작하면서 2002년 한국화학연구원의 김승수 박사팀이 Guanidine계 고분자를 제조하는 방법을 출원했으며, 이재흥 박사팀은 고성능 PC(Polycarbonate)를 제조하는데 있어 올리고머에서 마이크로파를 조사함으로써 고분자량, 고성능의 PC를 제조한 것이 전부인 실정이다. <화학저널 2006/04/07> |
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