[한국에너지신문] 세계적인 고기능성 폴리머 선두업체인 솔베이 스페셜티 폴리머스(Solvay Specialty Polymers, 이하 솔베이SP)는 폴리머소재의 경주용 차량 엔진인 폴리모터2의 엔진 냉각 시스템의 냉각수 주입/배출장치가 솔베이SP의 폴리프탈아미드(PPA) 소재인 Amodel® A-8930 HS로 제작될 것이라고 발표했다.
아모델(Amodel)® PPA는 기존의 폴리아미드66(PA66)보다 내열온도 및 기계적 물성이 강화된 고기능성 PPA로 고온의 엔진 냉각수의 가혹한 조건에서도 우수한 기계적 성질을 유지한다. 또한 솔베이SP의 Tecnoflon® PL855는 플루오로엘라스토머(FKM) 소재로 탁월한 내화학성 및 내열성으로 인해 엔진 냉각장치의 냉각수 주입/배출장치의 Sealing에 우수한 기밀성을 부여한다.
폴리모터2 프로젝트는 기술 혁신을 선도하는 전설적인 자동차 엔지니어 마티 홀츠버그(Matti Holtzberg)의 지휘 아래, 100% 플라스틱 소재의 차세대 자동차 엔진을 설계 및 생산해 2016년 자동차 경주에 활용하는 것을 목표로 하고 있다. 솔베이SP는 큰 기대를 모으고 있는 이 프로젝트의 대표적인 소재 후원사이다.
플로리다주 웨스트 팜비치에 소재한 컴포짓 캐스팅스(Composite Castings, LLC)의 회장이기도 한 홀츠버그는 “엔진 다운사이징으로 인해 냉각장치 부품에 요구되는 성능이 높아지고 있어 자동차 디자이너들은 더 강력한 기계적 물성을 갖는 내열성 폴리머 기술을 추구하고 있다”고 말한다.
그는 “어떤 회사도 고성능 폴리머 포트폴리오의 다양성과 깊이에 있어 솔베이SP를 따라갈 수 없으며, 솔베이SP는 폴리모터2 프로젝트 팀에 지속적으로 유연하고 다양한 디자인 옵션을 제공하고 있다. 아모델® PPA와 라이톤® PPS 제품군에서 몇몇 등급의 제품을 고려했지만 우리가 원하는 최적의 내열성과 구조적 요구조건을 충족시키는 것은 PPA계 소재인 아모델® A-8930 HS 였다. 또한, 아모델® A-8930 HS를 사용함으로 인해 탁월한 내식성과 경량화 효과까지 거둘 수 있다”고 덧붙였다.
미시건주 스털링하이츠에 위치한 회사인 몰딩 컨셉(Molding Concepts)은 냉각수 주입/배출장치의 금형 제조 및 사출성형을 담당했다.
냉각수 주입/배출장치는 폴리모터2의 실린더 헤드와 엔진 블록을 고무호스를 통해 라디에이터와 연결하는 형태로 바뀌었다. 기존의 경주용 차량 엔진에서 이 장치는 알루미늄 판재로 항공품질인증 육군·해군(AN) 규격에 적합하게 제조되었다.
현재 대량 생산되는 자동차 엔진은 요구되는 온도 특성에 따라 다르기는 하지만 일반적으로 PA66가 사용된다.
최근 솔베이SP 제품 포트폴리오에 추가된 아모델® A-8930 HS PPA는 30%의 유리섬유로 강화된 열안정성이 탁월한 폴리머이며, 자동차, 항공우주 및 기타 산업용에 광범위하게 사용되는 고내열성 부품 제작에 특별히 사용된다. 아모델® PPA가 폴리모터2의 냉각수 주입/배출장치 소재로 선택된 이유 중 하나는 뛰어난 내가수분해성이고, 이로 인해 냉각수 주입/배출장치는 고온의 엔진 냉각제에 장시간 노출되어도 뛰어난 기계적 성능을 계속 유지할 수 있다. 보다 구체적으로, 아모델® A-8930 HS PPA는 섭씨 135도의 에틸렌 글리콜에 오랜 시간 노출되어도 높은 인장강도와 신율을 유지한다.
솔베이SP의 강화된 PPA는 PA66에 비해 보다 더 우수한 내크리프 (Creep Resistance) 특성과 낮은 흡수율를 자랑한다. 또한 PPA의 탁월한 인성(靭性)으로 인해 폴리모터2 냉각 시스템의 연결부위는 균열 없이 기밀한 씰 (Seal) 형태를 유지한다.
솔베이SP의 발전된 테크노플론® PL855 FKM은 냉각수 주입/배출장치 양쪽 끝부분의 씰이 안정적이고 기밀하게 연결되도록 돕는다. 여러 가지 다양한 자동차 운행 환경에서 이미 입증된 테크노플론® PL855 FKM은 우수한 기밀성을 형성하고 내화학성이 아주 높을 뿐만 아니라 엔진 냉각제와의 상용성도 뛰어나 -40도에서 200도까지의 넓은 온도 범위에서 기밀유지력을 장기간 보유할 수 있는 우수한 특성을 가지고 있다.
솔베이 스페셜티 폴리머스의 글로벌 자동차 비즈니스 매니저 브라이언 발레노(Brian Baleno)는 “솔베이SP는 현재 자동차 회사들이 당면하고 있는 엔진 온도 조절 및 엔진 효율성 증대 문제를 해결하여 주는 새롭고 다양한 고성능 폴리머 솔루션을 제공하는 데 매진하고 있다”고 말한다.
그는 “폴리모터2 경주용 차량 엔진은 일반적인 자동차의 열 관리 시스템 (Thermal Management System)에서 해결해야 하는 온도조절장치 (Thermostat) 하우징, 냉각수 주입/배출장치, 크로스오버 (Cross over), 열 관리 모듈 (Thermal Management Module)과 같은 난제들을 다루고 있다. 솔베이SP의 발전된 아모델® PPA와 라이톤® PPS 폴리머는 기존의 폴리아미드를 대체할 고성능 소재로 각광받고 있으며, 자동차 회사들이 온도와 내화학적 한계를 뛰어 넘도록 돕고 있다”고 덧붙였다.
