본 기술은 MgSO4·7H2O와 MgO를 출발물질로 하고 물과 에틸렌글라이콜을 섞은 혼합 용매에서 120℃ 부근으로 환류 반응시켜 염기성 황산마그네슘 섬유인 513MHSH를 합성하는 제조방법입니다. 얻어진 섬유는 폴리프로필렌에 강화제로 배합해 섬유강화 고분자복합재료로 활용할 수 있습니다.
513MHSH는 석면을 대체하는 무기섬유 강화제로 쓰이지만 대부분 고가의 일본 수입품에 의존해 왔고, 국내 합성은 170℃ 이상의 고온고압 수열합성에 머물러 있었습니다. 물만 쓰는 환류법은 비점 한계로 반응이 오래 걸리고 MgSO4·7H2O를 과량 투입해야 했으며, 생성 섬유 길이도 5㎛ 수준에 그쳐 고분자 물성 개선 효과가 제한되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 비점이 100℃를 넘는 폴리올 용매로 반응계에 더 높은 에너지를 안정적으로 공급해 출발물질 몰비 1:1에서도 6시간 이내에 90% 이상의 수율과 25~30㎛ 길이의 섬유를 얻습니다. 이 섬유를 배합하면 순수 폴리프로필렌 대비 탄성계수와 굴곡탄성율을 약 18% 높일 수 있습니다. 자동차 부품용 고분자 충진제, 난연재, 내화 건축자재에 적용될 수 있어 수입 무기섬유를 저비용 국산 소재로 대체할 수 있습니다.
본 발명은 중소기업청의 친환경 신소재 Inorganic Fiber의 합성공정 개발 및 개선 지원을 통해 개발되었습니다.
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