우리 연구진이 일본기업에서 독과점하는 고내열 투명 고분자 핵심소재 개발에 성공했다.
한국화학연구원(원장 이미혜)은 김용석·박성민 고기능고분자연구센터 연구원팀이 기존보다 늘어나는 성질이 2배 이상 향상된 환형올레핀 기반 고내열 투명 고분자 소재를 개발했다고 28일 밝혔다.
환형올레핀 고분자 소재는 디스플레이, 5G 및 사물인터넷(IoT) 미래 정보전자재료 핵심소재 중 하나다. 엄격한 기술보안 아래 일본기업이 개발했고, 국내 수요는 일본 수입에 의존하고 있다.
노보넨 계열 단량체(고리형 탄화수소 분자구조가 포함된 단량체)로부터 제조되는 고분자 플라스틱 일종이다. 다른 고분자 소재보다 수분을 덜 흡수하고, 전자 흐름을 방해하는 성질인 유전율이 매우 낮아 디스플레이용 기판 및 5G 기판 등 소재로 활용 가능하다. 기계적 강도, 투명도와 내열성 등도 우수하다. 하지만 필름화 공정이 어렵고 신축성이 부족하다는 단점도 있다.
연구팀은 노보넨 계열 단량체에 새로운 촉매시스템을 적용, 성공적으로 환형올레핀 고분자 소재를 중합했다.
용매에 녹이거나 가열하는 공정을 통해 손쉽게 필름을 제조할 수 있게 했고, 기존 대비 최고 2배 이상 늘어나는 물성까지 확보했다. 쉽게 부러지는 기존 노보넨계 환형올레핀 고분자 소재 단점까지 극복했다. 이는 포항가속기연구소 광각 X-선 산란(WAXS) 분석을 통해 규명했다.
이미혜 원장은 “이번 성과가 환형올레핀 고분자 개발의 핵심기술을 확보하고 소재에 대한 원천적인 이해도를 높여, 일본 소재에 대한 의존 극복을 줄이고 관련 소부장 산업 경쟁력 향상을 가져올 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구 성과는 고분자 분야 권위지인 '매크로몰레큘즈(Macromolecules)' 7월호에 표지논문으로 게재됐다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
