한양대 엄영호 교수팀, 폐아라미드 섬유 재활용해 친환경 난연 코팅기술 개발 … 불에 잘 안 타는 車 내장 플라스틱 기대

한양대학교는 유기나노공학과 엄영호 교수 연구팀이 산업폐기물인 폐아라미드(p-aramid) 섬유를 재활용해 친환경적인 아라미드 나노섬유(ANF) 코팅 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 다양한 자동차 실내 플라스틱의 난연 성능을 획기적으로 향상했다는 평가다.

이번 연구는 미래 모빌리티 분야의 화재 안정성 확보와 지속 가능한 자원 순환에 기여할 핵심 기술로 주목받는다.

아라미드는 기계적·열적·화학적 안정성이 뛰어난 고성능 고분자 소재다. 하지만 불용성 특성으로 인해 다양한 소재 적용에 제약이 있었다.

연구팀은 이런 한계를 극복하기 위해 폐아라미드를 업사이클링해 에탄올에 안정적으로 분산되는 ANF 코팅용액을 제조하는 데 성공했다.

개발된 ANF 코팅용액은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메타크릴산 메틸(PMMA) 등 자동차 실내에 사용되는 5가지 주요 플라스틱 기판에 우수한 접착력으로 균일하게 도포되며, 난연 특성 부여에 효과적인 것으로 확인됐다. 특히 ANF 코팅은 각 소재에 안티드립(anti-drip)과 자기소화(Self-extinguishing) 특성을 부여해 화재 확산을 억제하는 데 탁월한 성능을 보였다.

성능 평가 결과, 연소에 필요한 최소 산소 농도량을 뜻하는 한계산소지수(LOI)는 전 기판에서 상승했다. PC의 경우 22.4%에서 28.8%로 6.4%포인트(p) 증가해 자기소화 기준을 충족했다. 또한 연소 시 42.1%의 높은 탄화수율을 보여 치밀한 숯(char) 층을 형성하고 용융물 낙하를 방지함으로써 화재 위험을 현저히 줄였다.

엄 교수는 "이번 연구는 폐아라미드를 고부가가치 난연 소재로 재탄생시킨 사례"라며 "지속 가능한 자원 활용뿐 아니라 미래 모빌리티의 화재 안전성을 높이는 데 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 미국화학회(ACS)에서 발간하는 재료과학과 나노기술 분야 국제학술지 'ACS Nano'에 지난달 18일 게재됐다. 한양대 김현정 석사과정생이 제1저자, 김현지 석사과정생이 제2저자, 엄 교수가 교신저자로 각각 참여했다.

이번 연구는 한국연구재단과 한국산업기술진흥원의 지원으로 수행됐다.