폴리프로필렌의 상분리를 이용한 비불소계 초소수성 직물 개발

Abstract

일반적으로 초소수성 소재는 마이크로/나노 수준의 표면 거칠기를 형성하고 표면에너지를 낮춤으로써 구현이 가능하다. 그런데 최근 들어 표면 에너지를 낮추기 위해 주로 사용되고 있는 불소계 화합물의 인체 및 환경 유해성에 대한 논란이 계속되고 있어, fluorine-free한 초소수성 의류소재의 개발이 요구되는 바이다. 이에 본 연구에서는 본질적으로 낮은 표면에너지를 가지는 폴리프로필렌 수지를 이용하여 별도의 불소계 화합물 처리과정 없이 인체친화성이 향상된 초소수성 직물을 개발하고자 하였다. 이 때 최적의 용매/비용매 혼합비율과 처리조건을 찾는데 목표를 두었다. 초소수성 가공은 총 2단계로, 1단계에서는 용매 단독 처리시 농도와 건조온도를 달리하여 최적 조건을 선정하였고, 2단계에서는 용매와 비용매의 혼합비율을 9:1, 8:2, 7:3, 6:4로 달리해 보았다. 결론적으로 isotactic 폴리프로필렌은 건조온도 70℃, 농도 30mg/ml, 용매/비용매 혼합비율 6:4일 때 173°의 접촉각과 4°의 기울기각을, amorphous 폴리프로필렌은 건조온도 30℃, 농도 40mg/ml, 용매/비용매 혼합비율 8:2일 때 163°의 접촉각과 9°의 기울기각을 가지는 최적조건을 형성하여 두 종류의 폴리프로필렌 수지 모두에서 초소수성 직물이 구현됨을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 불소계 화합물을 사용하지 않고 초소수성 직물을 구현했으며, 동시에 낮은 독성을 띠는 용매와 비용매 조합을 찾았다는 점에서 기존방법 대비 인체친화성이 향상되었다고 사료된다.