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원광대 화학공학과 윤서정 대학원생, 고분자과학 전문 저널에 SCIE 논문 게재

그래핀 첨가제 이용한 고밀도 폴리에틸렌 물성 향상 관한 연구

원광대학교(총장 박성태) 창의공과대학 화학공학과 차세대소재연구실 소속 대학원생 윤서정(사진) 씨가 제1저자로 참여한 논문 그래핀 첨가제를 이용한 고밀도 폴리에틸렌(High-Density Polyethylene, HDPE)의 물성 향상에 관한 연구 결과가 고분자과학 분야 전문 저널 ‘Journal of Applied Polymer Science’ 온라인으로 게재됐다.

 

 

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.


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