| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2005년 가을 (10/13 ~ 10/14, 제주 ICC) |
| 권호 | 30권 2호 |
| 발표분야 | 고분자 합성 |
| 제목 | Hytemp을 이용한 새로운 에너지화 결합제의 설계 및 특성분석(II) Design and Characterization of A New Energetic Binders by Using Hytemp(II) |
| 초록 | 니트로기가 함유된 고분자는 연소시에 고에너지를 방출하므로 복합화약이나 추진제 등에서 관심있게 연구되고 있는 물질이다. 고충전 복합재료(highly filled composite material)인 복합화약(PBX : plastic bonded explosive)은 주요 구성요소로서 입상형태의 원료화약(explosive particle)과 고분자물질의 특성을 조합한 복합물질이다. 복합화약에 있어서 고분자물질은 복합화약의 성형성 및 치수 안정성을 부여하는 역할과 외부 자극에 대하여 둔감하게 하는 역할을 한다. 이때 고분자물질은 단독 또는 가소제와 함께 사용되어서 화약입자들을 결합시킨다는 의미에서 결합제라고 불리운다. 1960년대 복합화약이 개발된 이래, 결합제로는 주로 비활성(inert) 고분자물질로서 polybutadiene, polyester, polyether를 모체로 하는 polyurethane이을 사용되어 왔는데, 이러한 비활성 결합제는 결합제의 조성비율이 높을수록 충격흡수성이 높아져 복합화약의 안전성은 향상되나 반대로 그 만큼 복합화약의 성능은 감소하게 된다. 이를 극복하기 위하여 유연성과 분해열이 높은 에너지함유 결합제(energetic binder)를 개발하게 되었다. 따라서 기존의 결합제 역할인 성형성과 치수안정성외에 에너지를 부여하는 기능을 추가로 하게 된다. 비활성 결합제 대신에 동일 조성비의 에너지함유 결합제를 사용하면 복합화약의 성능을 증가시킬 수 있으며 또한, 비활성 결합제 적용 복합화약과 동일한 수준의 성능을 갖도록 에너지함유 결합제를 사용하면 결합제의 조성비율이 크게 높아지게 되어 복합화약은 더욱 유연한 성질을 갖게 됨으로써 외부자극에 대하여 둔감해질 수 있다. 즉 에너지함유 결합제를 적용함으로써 복합화약의 성능을 증대시키거나 또는 감도를 저하시킬 수 있다. 1980년대에 대표적인 에너지함유 결합제로 대두되었던 poly(glycidyl nitrate)와 poly(glycidyl azide)와 poly(3-nitrato- methyl-3-methyl oxethane) 등이 복합화약의 성능을 향상시키는 결합제로서 주목을 받았지만 C-O-N bond 또는 -N3 bond의 결합에너지(50kcal/mol정도)가 C-C bond 및 C-N bond 결합에너지의 60% 정도로 작으므로 열 및 충격 등의 자극에 매우 민감하여 이를 사용한 복합화약은 무기체계 적용에 제한을 받는다. 또한 이상적인 에너지화로서 작용하기 위해서는 결합제내에 물리적 혹은 화학적 가교점이 존재하여야 한다. 현재 적용하고 있는 비활성 결합제를 살펴보면 폴리우레탄계의 ESTANE, 아크릴이나 비닐계의 Hytemp와 EVA 등이 있다. 이들 결합제는 ESTANE의 경우 폴리우레탄 domain 형성에 의한 물리적 가교점, Hytemp은 화학적 가교에 의한 가교점, EVA는 결정 형성에 의한 가교점을 이루고 있어서 탄성체의 역할을 하고 이들이 복합화약에 둔감 특성을 부여하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존에 합성된 선형의 poly(2,2-dinitropropyl acrylate)1)와 Hytemp를 blending하여 Hytemp의 가교점을 이용한 blending 결합제를 만들고 이들의 특성을 분석하였다. 참고문헌 1. 이근득, 조진래,“Dinitropropylacryate-Hydroxyethyl-acrylate 공중합 및 공중합체 특성연구”, GWSD-419-961495, 국방과학연구소, 대전, 대한민국, 1996. 12 |
| 저자 | 김진석 |
| 소속 | 국방과학(연) |
| 키워드 | energetic binder; nitration; elastomer |
