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일본 독점 '고내열 투명 플라스틱 소재' 국산화 착수
▲ 대전 한국화학연구원 전경.

국내 연구진이 일본서 독과점하고 있는 고내열 투명 고분자 핵심소재 개발에 성공했다.

한국화학연구원은 고기능고분자연구센터 김용석·박성민 박사 연구팀이 기존보다 늘어나는 성질이 2배 이상 높아진 '환형올레핀 기반의 고내열 투명 고분자 소재'를 개발했다고 28일 밝혔다. 

노보넨 계열 단량체로부터 제조되는 고분자 플라스틱의 일종인 환형올레핀 고분자 소재는 다른 고분자 소재보다 수분을 덜 흡수하고 유전율이 매우 낮아 디스플레이용 기판 및 5G 기판 등의 미래정보 전자 소재로 활용된다.

하지만 대부분의 상용화된 환형올레핀계 고분자 소재는 엄격한 기술보안 아래 일본기업에 의해 개발됐고, 국내 수요는 일제에 의존하고 있어 자체적인 기술개발이 절실한 상황이다.

특히 필름화 공정이 어렵고 신축성이 부족한 점은 환형올레핀 고분자 소재의 응용확대를 위해 극복해야 하는 과제고 휘거나 접을 수 있는 정보·전자재료로 활용키 위해서는 연신율(늘어나는 비율) 개선이 필수적이다. 일본에서도 이를 위해 공을 들이고 있다.

이에 따라 화학연구원은 노보넨 계열 단량체에 새로운 촉매시스템을 적용해 환형올레핀 고분자 소재를 중합하는데 성공했다.

이 과정에서 연구팀은 환형올레핀 고분자에 포함된 단량체 함량에 따라 소재 가공온도에 영향을 주는 고분자 유리전이온도를 92도부터 192도까지 자유롭게 조절했다.

또 용매에 녹이거나 가열하는 공정을 통해 손쉽게 필름을 제조할 수 있도록 했다.

더욱이 연신율을 '4~245%' 범위까지 제어해 기존 대비 최고 2배 이상 늘어나는 물성을 확보, 쉽게 부러지던 기존 노보넨계 환형올레핀 고분자 소재의 단점을 극복했다.

이번 기술 개발로 소재 분야 관련 국내 기업과 적극적인 협업을 통해 일본서 독점하던 고내열 투명 플라스틱 소재의 국산화작업이 탄력을 받게 됐다.

연구 성과는 고분자 분야의 국제 학술지 '매크로몰레큘즈(Macromolecules)' 7월호에 표지논문으로 게재됐다.

화학연구원 이미혜 원장은 "이번 성과가 환형올레핀 고분자 개발의 핵심기술을 확보하고 소재에 대한 원천적인 이해도를 높여 외산 의존도를 줄이고 관련 소부장 산업 경쟁력 향상을 가져올 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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