화학연, 해외 전량 수입 고내열 투명 플라스틱 소재 국산화

한국화학연구원이 일본에서 전량 수입에 의존하고 있는 고내열 투명 고분자 핵심소재 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.

화학연 고기능고분자연구센터 김용석·박성민 박사 연구팀은 기존보다 늘어나는 성질이 2배 이상 향상된 환형올레핀 기반 고내영 투명 고분자 소재를 개발했다.

이 소재는 디스플레이, 5G 및 IoT 미래 정보전자 재료의 핵심소재 중 하나로, 산업적 중요성과 다양한 응용 확장 가능성을 가지고 있다.

하지만 대부분의 상용화된 환형올레핀계 고분자 소재는 엄격한 기술보안 하에 일본기업에 의해 개발됐고 국내 수요는 일본 수입에 의존하고 있어 자체적인 기술 확보가 절실한 상황이었다.

때문에 이번 기술 개발로 소재 분야 관련 국내 기업과의 적극적인 협업을 통해 국내 개발이 가속화될 것으로 전망된다.

환형올레핀 고분자 소재는 노보넨 계열 단량체로부터로 제조되는 고분자 플라스틱의 일종이다.

다른 고분자소재 대비 수분을 덜 흡수하고, 유전율이 매우 낮아 디스플레이용 기판 및 5G 기판 등의 미래정보 전자 소재로도 활용이 가능하다는 장점이 있다. 기계적 강도, 투명도와 내열성 등 물성도 우수하다.

다만 필름화 공정이 어렵고 신축성이 부족한 점은 환형올레핀 고분자 소재의 응용확대를 위해 극복해야 하는 문제점이다. 특히, 휘거나 접을 수 있는 정보·전자재료로 활용하기 위해서는 연신율 개선 기술이 필수적이다.

연구팀은 노보넨 계열 단량체에 새로운 촉매시스템을 적용해 성공적으로 환형올레핀 고분자 소재를 중합했다.

환형올레핀 고분자에 포함된 단량체 함량에 따라 소재 가공온도에 영향을 주는 고분자 유리전이온도를 92℃부터 192℃까지 자유롭게 조절했다. 또 용매에 녹이거나 가열하는 공정을 통해 손쉽게 필름을 제조할 수 있었다.

이미혜 원장은 “이번 성과가 환형올레핀 고분자 개발의 핵심기술을 확보하고 소재에 대한 원천적인 이해도를 높여, 일본 소재에 대한 의존 극복을 줄이고 관련 소부장산업 경쟁력 향상을 가져올 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.