원광대학교(총장 박맹수) 창의공과대학 화학융합공학과 전인엽 교수 연구팀 연구논문이 SCIE급 저널인 Journal of Polymer Research에 게재 확정 통보를 받았다.

화학공학과 대학원 석사과정 김민희(사진) 학생이 제1저자로 참여한 이번 연구는 저밀도 폴리에틸렌(Low-Density Polyethylene, LDPE)의 물성 향상에 관한 것으로 ‘강화된 저밀도 폴리에틸렌을 위한 네오헥센 그래피틱 나노플레이트’를 주제로 진행됐으며, 네오헥센(Neohexene)으로 기능화된 그래피틱 나노플레이트(NeHGNs) 제조와 이를 첨가제로 활용해 LDPE의 물성 향상을 연구했다.

특히 LDPE는 다양한 용도에 적합한 물성을 보유하고, 가공이 쉬워 5대 범용고분자 중 하나로 여러 분야에서 광범위하게 사용되고 있지만, 응력 균열에 취약하고 낮은 강도 등의 단점을 가지고 있어, 이러한 문제점 해결을 위한 이 연구에서는 기계 화학적 공정을 이용해서 네오헥센으로 기능화된 그래피틱 나노플레이트를 제조하고, 이를 순수한 LDPE의 기계적 강도 및 열적 안정성을 향상시킨 첨가제로 활용했다.

연구 결과 제조된 그래피틱 나노플레이트는 가장자리에만 붙어있는 네오헥센으로 인해 다양한 유기 용매에서 잘 분산될 뿐만 아니라 LDPE와 우수한 호환성으로 LDPE 복합체 인장강도(tensile strength) 및 영률(Young’s modulus)을 순수 LDPE보다 각각 23%와 29.5% 향상시켰다.

이에 따라 기계화학적 공정을 통해서 우수한 품질의 그래피틱 나노플레이트 첨가제를 저렴하게 대량 제조할 수 있다는 점을 다시 확인하고, 이 공정으로 제조된 그래피틱 나노플레이트가 PE, PP, PVC, ABS 등 다양한 고분자의 물성을 향상시킬 수 있는 새로운 첨가제로서의 활용 가능성이 높을 것으로 기대되고 있다.