화학뉴스

효성이 폴리케톤(Polyketone) 양산화를 앞두고 있는 가운데 일본 Hitachi Kasei가 폴리케톤 수지를 개발해 주목된다.
Hitachi Kasei와 Yamagata대 연구진이 공동으로 내열‧투명 폴리케톤 수지를 개발했다. 고분자사슬 안에 방향환과 지환 구조를 보유함으로써 내열성과 투명성을 양립하는데 성공했으며 탄성은 임의 조절 가능한 것으로 알려졌다.
고탄성 특성은 글래스 대체 및 하드코트, 저탄성 특성은 플렉시블 디바이스 등 높은 투명성이 요구되는 광학 소재를 중심의 활용이 기대되고 있다.
Hitachi Kasei는 2015년 봄부터 샘플작업을 시작했으며, 아크릴(Acrylic) 및 폴리이미드(Polyimid)에 이은 신규 수지로서 조기 브랜드화를 목표로 하고 있다.
광학 분야에서 내열성과 투명성을 겸비한 소재에 대한 요구가 높아지고 있어 신규 내열‧투명 폴리케톤을 개발했으며, 고강도, 고내열, 저흡수성이 특징인 열가소성 폴리머로 접동 소재 등에 사용되고 있다.
일반적으로 폴리케톤 구조가 방향환을 케톤으로 연결한 것에 비해 내열‧투명 폴리케톤은 내열성이 있는 방향환과 투명성을 보유한 지환을 케톤으로 연결하고 있다.
경화온도는 섭씨 200도이고 제조공법은 액상중합공법이다.
파장이 400나노미터, 막두께가 10마이크로미터일 때 빛 투과율은 폴리이미드가 제로에 가까운데 비해 내열‧투명 폴리케톤은 90% 수준이다. 내열성은 섭씨 430도 이상을 확인했으며 약품에 강하고 저유전성도 기대된다.
가열을 통한 산화로 색이 노래지는 열황변 현상은 아크릴 수지의 착색개시온도가 섭씨 250도로 300도에서는 황색도가 1.8 수준이었다. 내열‧투명 폴리케톤의 착색개시온도는 300도 이상으로 350도에서도 황색도가 1 이하에 그친 것으로 나타났다.
내열‧투명 폴리케톤은 투명 이미드에 비해 0.7배 가량의 내열황변성을 보유하고 있으며 탄성은 임의로 조절할 수 있다.
Hitachi Kasei는 내균열 막두께 3마이크로미터의 고탄성 타입, 10마이크로미터 이상의 저탄성 타입을 샘플 제작했다. 고탄성 타입은 하드코트 등 얇은 막으로 이용 가능한 용도, 낮은 복굴절성 및 굴곡성이 뛰어난 저탄성 타입은 플렉시블 디바이스 용도로의 적용을 검토하고 있다.
효성은 폴리케톤을 세계 최초의 독자 기술로 상용화하는데 성공했으며 폴리케톤이 2010년 산업통상자원부의 세계 10대 일류소재기술사업 국책 과제로 선정됨에 따라 연구 지원을 받으며 개발을 본격화했다.
2015년 하반기 5만톤 상당의 플랜트를 완공하고 2016년 본격적인 시장 개척을 앞두고 있는 가운데 Hitachi Kasei의 내열‧투명 폴리케톤 개발이 글로벌 수요처 확보에 장벽으로 작용할지 우려된다. <이하나 기자>