국방/우주 플랫폼을 위한 고기능성 고분자 및 복합소재 기술
[1L11-7]
기능성 소재의 노화예측을 위한 대기 중 고분자 산화 반응 연구
발표자이한구 (포항공대 포항가속기연구소)
연구책임자이한구 (포항공대 포항가속기연구소)
Abstract
대기 중 유기막의 heterogeneous 산화는 자연계 화학 반응을 이해하는 데 핵심적이나, OH 라디칼의 낮은 농도로 인해 실험적 규명이 제한되어 왔다. 본 연구에서는 자연계와 유사한 시간 척도에서 상온 조건하 유기 박막의 대기 산화 반응에 대한 전체 속도론과 반응 메커니즘을 규명하였다. 산화 과정은 탄화수소와 OH 라디칼의 반응으로 과산화산이 생성된 후, 표면에 존재하는 물에 의해 분해되어 CO₂가 방출되는 단계로 구성되며, 이 과정에서 산화 생성물 축적에 따른 유기 박막의 팽윤 거동이 동반됨을 확인하였다. 특히 표면의 물은 금속 촉매와 유사한 촉매 활성점으로 작용하여 반응을 촉진하며, OH 라디칼의 반응성은 벌크가 아닌 에어로졸 표면 조성에 민감하게 지배됨을 보였다. 또한 CO₂ 생성 단계가 속도 결정 단계임을 확인하였으며, 산화 과정의 농도–시간 거동이 연소 반응과 유사함을 바탕으로 본 결과를 일반적인 연소 반응 해석으로 확장하였다. 향후 상기 적용한 분석 및 해석 방법을 고체 추진제에 적용하여 장기 노화 연구를 진행하고자 한다.