▲ 초박막 난연 코팅기술이 적용된 폴리우레탄폼(polyurethane foam)은 가스토치로 가열해도 불이 붙지 않는다..

미국 연구진이 나노기술을 이용해 불에 강하고 인체 무해한 폴리우레탄폼을 개발하는데 성공했다.

한국과학기술정보연구원(KISTI)의 ‘미리안 녹색기술정보포털’에 따르면 미국 텍사스 A&M대학 제이미 그랜린(Jaime Grunlan) 연구진은 기존 난연제 보다 독성이 적고 폴리우레탄폼 물성에 영향을 주지 않는 난연제를 개발했다.

매트리스나 소파 쿠션 등에 사용되는 폴리우레탄폼은 불에 타기 쉽고, 타면서 유독가스를 내뿜기 때문에 난연제 처리가 필요하다. 주로 할로겐계 난연제가 쓰이고 있는데 암을 유발하는 등 유해성을 가지고 있다. 최근 미국과 유럽 등에서는 사용 및 제조를 금지하기 위한 움직임이 일고 있으며 이를 대체할 난연제 개발이 시급한 상황이다.

그랜린 교수 연구진은 폴리비닐썰포닉산(polyvinylsulfonic acid; PVS)과 키토산(chitosan)으로 폴리우레탄폼에 초박막 난연 코팅을 하는 기술을 개발했다. 폴리비닐썰포닉산은 황을 함유한 산성물질의 일종이며 키토산은 새우 등의 갑각류 껍질을 구성하는 천연 탄수화물계 고분자다.

초박막 난연 코팅의 두께는 약 30 나노미터에 불과하지만 성능은 기존 난연제 보다 훨씬 우수하다. 코팅 처리로 인한 무게 증가도 5.5%에 불과하고, 소재의 경직도 변화도 나타나지 않았다.

특히 일반 폴리우레탄폼은 가스토치로 가열하면 10초만에 모두 타버리는데 반해 박막 난연 코팅으로 처리한 폴리우레탄폼은 가스 토치 불꽃을 치우면 그대로 연소가 중단된 것으로 나타났다. 이는 초박막 난연 코팅의 내연소성 개선 효과가 기존 난연제에 비해 무게 기준으로 3배 이상 우수하다는 것을 의미한다.

이와 같은 초박막 난연 코팅은 환경 친화적 난연화 기술 개발에 방향성을 제시함과 동시에 할로겐계 난연제 대체 물질로 부상할 전망이어서 귀추가 주목되고 있다.

한편 그랜린 교수의 친환경 난연화 기술 연구 성과는 미국화학회에서 발행하는 ACS 매크로레터(ACS Macro Lett) 저널 최신호에 소개됐다.