고흡수성 고분자는 이온성기를 가진 수용성 고분자에 부분적인 가교결합을 도입하여 일반적으로 카르복실기 이온 (-COO-)등과 같은 친수성기를 다량으로 지닌 3차원 망상구조를 지니는 수용성 고분자이다[1]. 여지껏 물을 흡수하는 목적으로 사용된 흡수소재는 면, pulp, sponge 등이 일반적으로 알려져 있다. 이들은 모세관 현상에 의해 물을 흡수하는 것으로 알려져 있으며, 이들 흡수 재료의 흡수능력은 자기 무게의 수백 배로부터 천 배까지의 물도 흡수하며 외압하에서도 잘 탈수되지 않는 고기능성 고분자이며 그 원리는 다음과 같다. (중략)
생체적합성이 우수한 히아루론산과 생분해성이 우수한 폴리락타이드의 이량체인 락타이드를 결합하여 인체내에서 분해속도를 조절할 수 있는 생체적합성이 우수한 생체재료를 제조하였다. 냉동 건조법을 이용하여 히아루론산과 락타이드를 가교제 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopnpyl) carbodiimide(EDC)로 가교시켰다. 생성된 막을 핵자기 공명분광법으로 분석하여 젖산기 반응도와 EDC 반응도를 결정하였다. 히아루론산에 대한 락타이드의 몰비가 5부터 13까지 증가함에 따라 젖산기 반응도와 EDC 반응도는 증가하였다. 몰비가 커서 젖산기가 많이 첨가되면 팽윤도는 감소하고 취성이 강해졌다. 또 가교제 농도를 증가시키거나 가교 온도를 감소시키면 젖산기가 더욱 첨가되어 팽윤도는 감소하고 탄성률은 증가하였다. 서로 다른 가교도를 가진 막에 대해 약물 방출 실험을 한 결과 막의 가교도가 증가함에 따라 약물의 투과도는 감소하였다. 몰비가 커 젖산기가 많이 첨가된 고분자일수록 늦게 분해되었다. 몰비, 온도, 가교제 농도 등의 운전 변수를 조절하여 막의 기계적 물성과 분해 속도가 적절히 조절될 수 있었다.
전보에서 천연고무 가유물의 내산화성에는 가교형태의 비율과 결합촉진제나 환상설피드 등이 영향하고 있음을 명백히 했다. 본고에선 OBS/유황계에 대해서 열이력을 부여했을 경우 내산화성에 여하한 영향이 나타나는가를 보았다. 결국 가유시간, 열이력전후 및 망목밀도에 의한 내산화성의 영향을 검토했다. 그 결과 내산화성에 대해서 최적가유시간의 존재가 확인되었다. 이것은 열산화에 대해서 가교형태에 보다 안정된 비율이 존재한다고 추찰되었다. 또 질수중에서의 열이력의 영향에 대해서는 유황의 고비율에서는 내산화성은 양호하게 되며 OBS의 고비율에선 나빠졌다. 전자는 Sp량의 감소, 후자는 결합촉진제의 유리떄문에라고 생각된다. 망목밀도에 대해서는 산소흡수속도와 직선관계이었다.
에어로겔은 높은 기공률과 나노기공구조를 갖는 물질이다. 이러한 높은 기공률로 인해 기존의 소재에서 볼 수 없는 뛰어난 특성을 보유하고 있지만 낮은 기계적 강도로 인해 적용이 제한되어왔다. 따라서 이러한 에어로겔의 기계적 강도의 향상을 위해 본 연구에서는 폴리우레아 가교결합을 도입하고 폴리우레아 고분자 형성에 필수적인 아민기를 갖는 전구체를 선택하여 폴리우레아가 가교결합된 에어로겔 복합체를 합성하였다. 또한, aminosilane에 존재하는 아민기의 수에 따라 폴리우레아의 가교결합을 조절하였고 다양한 분석을 통해 에어로겔이 나노기공구조를 유지하며 mesopore를 갖는다는 것을 확인하였다. 이렇게 형성된 에어로겔은 약 2배의 기계적 강도 향상을 나타내었고 Ethylene diamine의 도입을 통해 실리카 에어로겔 표면에 1차원의 고분자가 성장하는 것을 field emission scanning electron microscope 분석을 통해 확인하였다. 이렇게 형성된 1차원의 고분자는 기계적 특성을 향상시켜 약 2.66 MPa의 elastic modulus를 확보하는 결과를 도출하였다.
Dimethyldimethoxysilane(DMDMS), methyltrimethoxysilane(MTMS)과 phenyltrimethoxysilane(PTMS)을 이용하여 폴리유기실록산 열 경화성 코팅액을 제조하고 가교도와 페닐기 함량이 코팅액과 도막 물성에 미치는 영향을 살펴보았다. Si-NMR 측정에서 얻어진 D $T^{Me}$$T^{Ph}$ 구조 코팅액 조성비가 사용된 DMDMS, MTMS, PTMS의 몰 비로부터 얻어진 이론치와 일치함을 확인할 수 있었다. 가교밀도가 높을수록 그리고 페닐 함량이 낮을수록 실록산 결합의 증가에 의하여 코팅액 분자량이 증가됨을 알 수 있으며 페닐기 증가는 코팅액 굴절률 증가에 매우 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 가교밀도가 높을수록, 페닐기 함량이 감소할수록 코팅도막 경도는 증가되었으며 내열특성 또한 우수해짐을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로부터 같은 실록산 결합을 갖는 폴리유기실록산 코팅제라도 치환도에 따른 가교도 조절과 페닐기 함량에 따라 코팅액 물성이 달라짐을 확인할 수 있었다.
폴리아크릴로니트릴(PAN) 필름에 히드록실아민(HA)을 반응시켜 히드록시기와 아민기를 생성시키고, 히드라진으로 처리하여 가교결합을 도입시키는 방법을 검토하였다. HA와 히드라진을 각각 처리하거나 2단계 또는 동시 처리하여 개질시킨 PAN 시료들의 반응도, 물 및 N,N'-디메틸포름아미드(DMF) 팽윤도, FTIR 스펙트럼, 원소함량, 열분석 결과들을 분석하여 효율적으로 기능기와 가교결합을 도입시키는 방법을 제시하였다. PAN 필름은 HA와의 반응에 의해 기능기가 도입되고 친수성이 향상되지만 형태안정성이 감소하며, 히드라진 처리에 의해 DMF 팽윤도가 감소한다. 히드라진 및 HA를 2단계로 처리하면 형태안정성은 향상되지만 기능기 도입이 어려워지고, 히드라진과 HA를 동시에 처리하면 형태안정성과 친수성을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
접착성이 없는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)과 나노입자 카본블랙 복합체를 대상으로 전극과의 계면 접착 향상과 고분자 가교 특성에 따른 양온도 계수 (PTC) 특성을 연구하였다. 은페이스트를 전극으로 사용하였을 때에는, 전극과 HDPE의 접착 계면 저항으로 인하여 카본함량이 45 wt% 이상에서 1 $\Omega$ 이었으나, 덴드라이트 (dendrite)된 구리 전극의 경우 HDPE와 전극간의 넓은 면적 접촉에 의한 계면 저항이 0.2 $\Omega$ 이하였다. HDPE와 은페이스트의 계면 저항의 증가로 인하여 구리 박막을 사용하였을 때보다 전체적으로 저항이 높게 나타났다. HDPE와 나노입자 카본블랙 복합체는 온도가 증가하여 HDPE의 비캣연화온도까지는 저항이 일정하게 유지하다가, HDPE의 연화점에서 증가하기 시작하여 용융점에서 극대 값을 나타내는 전형적인 PTC특성을 보여주었다. 일반적으로 HDPE의 용융점을 넘어서면 음온도 계수 (NTC) 현상이 나타나는데, 가교결합을 시킨 HDPE의 경우는, 용융점 이상에서 NTC 현상이 나타나지 않고 저항이 일정하게 유지되거나 증가하는 경향이 나타났다. 구리 (copper) 전극과 고분자와의 계면 접촉 면적을 증가시키기 위하여 크롬 (chromium)을 덴드라이트시킨 전극을 사용하여 계면 접촉 저항을 감소시켰다.
난소 절제시술 및 폐경으로 인한 여성 호르몬인 estrogen의 감소는 지속되는 골 손실 가속화 등으로 인한 골 질환의 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 연구에서 흰쥐의 난소를 절제하여 인위적인 폐경을 유도하여 골손실의 정도를 결합조직 중의 collagen 함량 및 collagen성숙가교인 pyridinoline함량을 측정하여 그 효과를 검토하였다 난소 절제 후 결합조직 중의 collagen함량은 연골과 피부에서 난소를 절제하지 않은 Sham군에 비하여 낮았으며, 김 추출물 투여군에서 유의적이지는 않으나 높은 경향을 나타내었다. 골 중 collagen성숙가교인 pyrldinoline 함량은 난소절제에 의해 감소하였으나 골에서는 김 추출물 투여에 의해 난소를 절제하지 않은 Sham군과 비슷한 수준으로 증가하였고, 연골에서는 김 추출물 투여에 의해 Sham군과 비슷한 수준으로 감소하는 경향을 나타내어 pyridinoline 생성에 유익한 효과를 나타내었다. 김 추출물이 collagen합성 및 성숙가교인 pyridinoline 생성을 회복시킨 본 실험의 결과로 보아 폐경기여성에게 김 추출물의 섭취는 폐경으로 인한 골손실을 감소시켜 줄 것으로 사료되어지며, 이러한 작용을 나타낸 김의 성분 및 그 기전에 대해서는 앞으로 더 많은 연구가 필요할것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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