자동차 실내 플라스틱 화재 확산 억제 및 자기소화 성능 대폭 향상
▲폐섬유로부터 전환된 코팅용액 제조 개략도 및 ANF 코팅된 소재 이미지 (자료=한양대)
한양대학교 유기나노공학과 엄영호 교수 연구팀이 산업 폐기물로 버려지는 폐아라미드(p-aramid) 섬유를 재활용해, 친환경적이면서도 뛰어난 성능의 아라미드 나노섬유(ANF) 코팅 기술을 개발했다. 이번 성과는 미래 모빌리티 분야의 화재 안전성을 혁신적으로 높이고, 지속 가능한 자원 순환 실현에 기여할 핵심 기술로 평가받고 있다.
아라미드는 기계적·열적·화학적 안정성이 뛰어난 고성능 고분자 소재지만, 불용성 특성으로 다양한 소재에 적용하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하고자 폐아라미드를 업사이클링해 에탄올에 안정적으로 분산되는 ANF 코팅용액 제조에 성공했다.
개발된 ANF 코팅용액은 PE, PP, PET, PC, PMMA 등 자동차 실내에 쓰이는 다섯 가지 주요 플라스틱 기판에 고르게 도포되며 우수한 접착력과 난연 성능을 발휘한다. 특히, 각 소재에 안티드립(anti-drip) 및 자기소화(Self-extinguishing) 특성을 부여해 화재 확산을 효과적으로 차단한다.
성능 실험에서 한계 산소 지수(LOI)는 전 기판에서 상승했고, PC(폴리카보네이트)는 기존 22.4%에서 28.8%로 6.4%p 증가해 자기소화 기준을 충족했다. 또한 연소 시 42.1%의 높은 탄화수율을 기록, 치밀한 숯(char) 층을 형성해 용융물 낙하를 방지함으로써 화재 위험을 크게 줄였다.
▲엄영호 교수
엄영호 교수는 “이번 연구는 폐아라미드를 고부가가치 난연 소재로 재탄생시킨 대표적 사례"라며, “지속 가능한 자원 활용과 미래 모빌리티의 화재 안전성 강화를 동시에 실현하는 중요한 전환점이 될 것"이라고 강조했다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단과 한국산업기술진흥원의 지원으로 수행됐으며, 나노과학 분야 세계적 권위지 ACS Nano(IF 16.0) 7월 18일자에 게재됐다. 논문 「Upcycling p-Aramid Waste into Universal Antidripping Aramid Nanofiber Coatings for Future Mobility Interior Plastics」에는 김현정 석사과정생이 제1저자, 김현지 석사과정생이 제2저자로 참여했고, 엄영호 교수가 교신저자로 이름을 올렸다.
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