미래 모빌리티 실내 플라스틱 화재 안전성 획기적인 개선 기대

엄영호 유기나노공학과 콜로세움 토토 연구팀이 폐아라미드(p-aramid) 섬유를 재활용한 친환경적인 아라미드 나노섬유(ANF) 코팅 기술을 개발하여 다양한 자동차 실내 플라스틱의 난연 성능을 획기적으로 향상시켰다. 이번 연구는 지속 가능한 자원 활용과 함께 미래 모빌리티의 화재 안정성 확보에 기여할 것으로 기대된다.

지속 가능한 '업사이클링' 기술의 탄생

아라미드는 뛰어난 기계적, 열적, 화학적 안정성을 지닌 고성능 고분자 소재이지만, 불용성으로 인해 다양한 소재로의 용용에 제한이 있었다. 연구팀은 이러한 폐아라미드를 업사이클링하여 에탄올에 안정적으로 분산되는 ANF 코팅 용액을 제조하였다. 개발된 ANF 코팅 용액은 PE, PP, PET, PC, PMMA 등 다섯가지 대표적인 자동차 실내 플라스틱에 우수한 접착력으로 균일하게 코팅됨을 입증하였다.

난연 및 안티드립 성능 확보

ANF 코팅 용액은 각 기판에 안티드립(anti-drip) 및 자기소화 특성을 부여하여 화재 확산 방지에 효과적이다. 특히. 난연성 측면에서 ANF 코팅은 모든 플라스틱의 한계 산소 지수(LOI)를 증가시켰으며, 그 중 PC의 경우 LOI가 22.4%에서 28.8%로 6.4% 향상되어 자기소화성 플라스틱의 기준을 넘었다. 또한, 연소 시 ANF 코팅층은 42.1%의 높은 탄화수율로 밀도 높은 숯(char) 층을 형상하여 화재 발생 시 용융 물질이 떨어지는 것을 효과적으로 방지한다.

엄 교수는 "이번 연구는 폐아라미드라는 산업폐기물을 고부가가치 소재로 재탄생 시켜 지속 가능한 자원 순환에 기여할 뿐만 아니라, 미래 모빌리티의 핵심 과제인 화재 안전성을 확보하는 혁신적인 솔루션을 제공한다"라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 'ACS Nano(IF=16.0)'에 게재되었으며, 김현정 연구원과 김현지(한양대 유기나노공학과 석사과정) 연구원이 참여하였다. 연구팀은 다양한 종류의 실내 플라스틱의 가연성을 억제하고 미래 모빌리티 응용 분야의 화재 위험을 완화하는 효과적인 전략을 제시하며 새로운 패러다임을 제시한 중요한 연구로 평가받고 있다.