재활용 가능한 고방열 고분자 복합소재 개발

• Published in: Composites Research(구 한국복합재료학회지) 2019, 32(6), , pp.319-326
• Main Authors: 신하은, Haeun Shin, 김채빈, Chae Bin Kim, 안석훈, Seokhoon Ahn, 김두헌, Doohun Kim, 임종국, Jong Kuk Lim, 고문주, Munju Goh
• Format: Article
• Language: Korean
• Subjects: Composite material; Hexagonal boron nitride; Polymer matrix; Thermal conductivity; 고분자 수지; 복합재료; 열전도도; 육방정 질화붕소; 재료공학
• ISSN: 2288-2103; 2288-2111

본 연구에서는 재활용이 가능하며 열가소성 특성을 지닌 신규 고분자 수지를 개발하고 합성하였다. 이렇게 개발된 수지와 판상형 질화붕소(h-BN) 사이의 계면 친화성이 좋음을 계산과학을 통하여 확인하고 열압기(hot press)를 이용하여 복합소재를 제조하였다. 고분자 수지와 필러 사이의 계면 친화성과 함께 복합소재 제조시 발생되는 전단력(shear force) 만으로도 매우 높은 필러 정렬도를 지닌 복합소재를 제조할 수 있었고, 이러한 이유로 복합소재는 최대 13.8 W/mK의 높은 열전도도를 갖는 것을 확인하였다. 또한, 개발된 수지가 화학적으로 분해 가능한 장점을 이용하여 제조된 복합소재로부터 물리/화학적 변성 없이 필러를 회수할 수 있었고 이렇게 회수된 필러는 향후 다양한 신규 복합소재 제조에 재활용이 가능하다. To address tremendous needs for developing efficiently heat dissipating material with lightweights, a new class of polymer possessing recyclable and malleable characteristics was synthesized for incorporating model functional hexagonal boron nitride (h-BN) filler. A good interfacial affinity between the polymer matrix and the filler along with shear force generated upon manufacturing the composite yielded the final product bearing highly aligned filler via simple hot pressing method. For this reason, the composite exhibited a high thermal conductivity of 13.8 W/mK. Moreover, it was possible to recover the h-BN from the composite without physical/chemical denaturation of the filler by chemically depolymerizing the matrix, thus the recovered filler can be re-used in the future. We believe this polymer could be beneficial as matrix for incorporating many other functional fillers, thus they may find applications in various polymeric composite related fields.