↑↑ 고분자과학 전문 저널에 SCIE 논문 게재한 윤서정원광대 대학원생.
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HDPE는 폴리올레핀 계열의 고분자 중 하나로, 균일한 사슬 구조·높은 융점·뛰어난 기계적 특성·경제성 등의 장점을 가져 포장재·배관·컨테이너 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있지만, 강성이 낮고 내열성이 떨어져 열적 안정성 및 기계적 강도가 높은 수준으로 요구되는 응용 분야에서는 사용이 제한돼 열적·기계적 성능 개선을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이에 원광대 차세대소재연구실 연구진은 기계화학적 공정을 이용해 제조한 헵텐 그래피틱 나노플레이트(Heptene-graphitic nanoplatelets, HtGNP)를 첨가제로 사용해 HDPE의 기계적·열적 성능 향상을 연구했다.

연구 결과 HtGNP의 헵텐 기능화·높은 표면적·다공성 구조 등 독특한 특성은 나노복합체의 물성 향상을 위한 첨가제로 적합했으며, HtGNP가 첨가된 HDPE 나노복합체(HtGNP&HDPE)는 순수 HDPE와 비교해 인장강도와 영률이 각각 27.7%, 13.7% 향상됐고, 질소 분위기에서 열적 안정성도 약 13.6 ℃ 상승한 것으로 나타났다.

교신저자인 전인엽 지도교수는 “기계화학적 공정으로 제조된 HtGNP는 HDPE와 우수한 화학적 친화성을 가지고 있어 복합체의 기계적· 열적 안정성을 향상시킬 수 있었다”며 “뛰어난 성능과 저렴한 가격의 HtGNP 첨가제가 범용 폴리올레핀의 물성 향상을 위한 첨가제로서의 활용이 기대된다”고 설명했다./홍동기 기자