• 제목/요약/키워드: 광가교 고분자

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자외선 조사에 의한 PLA 직물의 광가교 (Photo-crosslinking of PLA Fabrics by UV Irradiation)

  • 윤득원;장진호
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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    • pp.51-51
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    • 2011
  • PLA(Poly(lactic acid))는 옥수수, 사탕수수와 같은 천연재료에서 얻어진 젖산(lactic acid or lactide)을 원료로 하여 합성한 생분해성 고분자로서 석유자원의 고갈과 환경오염에 대한 관심이 고조됨에 따라 합성고분자를 대체할 재료로 각광받고 있다. 일반적인 PLA의 장점으로 투명성, 굽힘강성, 방수성, 가열밀봉성 등이 있으며, 단점으로는 열안정성, 내구성, 충격 강도 등이 있다. PLA를 섬유로 사용될 경우 농림 토목용 생분해성 소재 뿐 아니라 실크의 광택과 뛰어난 드레이프성, 감촉을 갖는 장점이 있다. 또한 수분을 신속하게 흡수하여 발산시키는 특성을 가지고 있고, 낮은 연소열과 가스량, 자기 소화성 등의 방염 특성 등을 지녀 의류 인테리어 소재로 매력적인 특성을 가지고 있다. PLA는 바이오고분자 중 비교적 높은 용융온도를 가지고 있지만 특히 염색 및 가공조건 등 고온 처리에 의해 기계적 강도가 저하되는 단점이 있어 내열성 및 기계적 강도의 향상이 필수적이다. 내열성 및 기계적 강도 향상을 위한 가장 손쉬운 방법은 고분자 사슬을 가교시키는 것으로서 열처리 또는 감마선, 전자선, 자외선 조사를 이용할 수 있는데 열에 의한 가교는 균일한 열전달과 고온이 필요하며 감마선 및 전자선 조사는 설비의 고비용과 방사성 노출 위험으로 인해 비친환경적이다. 따라서 다루기 쉽고 비용이 적게 들고 친환경적인 장점을 가진 자외선 조사법을 이용한 PLA의 광가교의 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 PLA 직물의 열안정성과 기계적 특성을 향상시키기 위해 광개시제와 자외선 조사를 이용하여 PLA 직물의 광가교를 수행하였다.

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고분자 가교반응 시스템 (Crosslinking reaction system of polymers)

  • 고종성
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.19-32
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    • 2012
  • 가교에 관한 리뷰논문으로 특허의 다수는 의료용이다. 조직공학용 지지체나 약물전달용 매체로 쓰이는 고분자의 가교는 세포 무독성, 제 자리 겔 형성성이 있는 가교반응을 중시하고 있다. 가교를 탄성률, 내약품성, 내열성의 증대 목적 외에 가교부위에 금속 흡착성, 방오성, 항균성, 이온교환성 등의 기능을 부여하고 있다. 환경의 자극에 응답하는 스마트 가교, 환경을 고려한 광 가교, 물리적 가교, 효소가교, 천연물 가교, 수성가교가 연구되고 있다. 120세 수명을 목표로 의용재료의 발전에 고분자 소재의 개발도 필수적이다. 가교를 통한 고분자의 기능성 부여 및 물성 강화도 더욱 섬세하게 될 것이다. 고분자 가교물 중의 중요한 분야를 점하는 히드로젤은 주사용 제자리 겔 형성성의 개선 방향으로 전개될 것이다. 코팅용 고분자 가교제는 작업자, 작업환경을 고려하여 저독성-무독성의 가교제, 낮은 에너지에서 가교되는 에너지 절약형 가교제가 개발될 것이다.

자외선 조사가 Poly (phenylene sulfide) film의 광가교에 미치는 영향 (The effect of UV Irradiation on the Photo-crosslinking of Poly (phenylene sulfide) film)

  • 장용준;장진호
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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    • pp.52-52
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    • 2012
  • Poly(phenylene sulfide)(PPS)는 내열성 및 내화학성이 뛰어난 고분자 소재로, 대표적인 엔지니어링 플라스틱 중 하나이다. PPS는 벤젠 링에 황원자가 파라 치환 형태로 교대로 존재하는 결정성 고분자이며, 다른 대부분의 고성능 섬유고분자가 용융되지 않는 것과는 달리 용융되는 열가소성 소재이다. PPS는 높은 내약품성과 열에 대한 장기적인 안정성을 나타내고, 방염제 첨가 없이도 방염화가 가능하며, 전기 절연성이 뛰어나고, 형태안정성도 우수하다. 또한 $200^{\circ}C$ 이하에서는 어떤 용매에도 용해되지 않으며, $200^{\circ}C$ 이상에서도 몇 가지 방향족 화합물에만 제한된 범위 내에서 용해되는 우수한 내약품성을 나타낸다. PPS의 내열성을 더욱 우수하게 하기 위해 고분자 사슬을 가교할 수 있다. 가교에는 열처리 또는 감마선, 전자선, 자외선 조사를 이용할 수 있는데 열에 의한 가교는 균일한 열전달과 고온이 필요하며 감마선 및 전자선 조사는 설비의 고비용과 방사선 노출 위험으로 인해 비친환경적이다. 반면에 자외선 조사법은 다루기 쉽고 비용이 적게 들고 친환경적인 장점을 가진다. 본 연구에서는 PPS film의 열안정성을 향상시키기 위해 자외선 조사를 이용하여 PPS film의 광가교를 수행하였다.

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알루미나 기재에 부착된 습도센서용 자기 가교형 감습성 전해질 고분자의 내수성 (Self-Curable Humidity-Sensitive Polyelectrolytes Attached to the Alumina Substrate for the Humidity Sensor and their Stability in Water)

  • 한대상;공명선
    • 폴리머
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    • 제34권4호
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    • pp.313-320
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    • 2010
  • 신나메이트기를 갖는 새로운 자기 경화형 감습성 고분자 및 고분자형 앵커제로 사용하기 위하여 [2-[(methacryloyloxy) ethyl]dimethyl]propyl ammonium bromide(MEPAB), methyl methacrylate(MMA), 3-(trimethoxysilyl) propyl methacrylate(TMSPM) 및 2-(cinnamoyloxy)ethyl methacrylate(CEMA)의 공중합체들 을 합성하였다. 광가교성 공중합체들로서 MEPAB/MMA/TMSPM/CEMA=70/20/0/10의 조성을 갖는 공중합체는 감습성 전해질 고분자로서, 그리고 50/0/20/30과 0/0/50/50 조성은 고분자형 부착제로 사용하였다. 이들 광가교형 고분자 실란커플링 처리제의 전극 표면과 부착 특성을 비교하기 위하여 3-(triethoxysilyl)propyl cinnamate(TESPC)도 표면 부착을 위한 표면처리제로서 사용하였다. 표면처리제는 전극의 기재 표면 위에 공유결합을 통하여 광가교성 신나 메이트 박막을 형성시킬 수 있었으며 센서에 UV가 조사되었을 때 전해질 고분자가 [2$\pi$+2$\pi$] 환화반응을 이용한 가교반응으로 기재에 부착되었다. 이렇게 고분자 표면처리제 및 TESPC로 처리된 센서들은 24시간 물에 침적시켰을 때 60~85%의 저항 증가가 생겼으며 이것은 상대습도 변화로서 2.25~3.15%RH에 해당하였다. 또한, -0.2%RH 이하의 양호한 히스테리시스, 90초의 응답 및 회복속도, 그리고 80 $^{\circ}C$ 및 90%RH의 고온 고습에서 매우 좋은 신뢰성을 보여주었다.

전용액공정 전자소자 제작용 3D 가교제에 관한 연구 (Three-dimensional Gelator for All Solution-processed and Photopatterned Electronic Devices)

  • 김민제;조정호
    • 공업화학전망
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    • 제23권6호
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    • pp.25-36
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    • 2020
  • 용액공정을 통해 유기 전자소자를 대면적으로 제조하는 것은 다양한 장치 구성 요소(반도체, 절연체, 도체)의 패터닝 및 적층이 필요하기 때문에 매우 어려운 과제이다. 본 연구에서는 4개의 광 가교 기능기를 가지는 3차원 사면체 가교제인 (2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate) (4Bx)를 활용하여 용액공정을 기반으로 형성된 전자재료 박막을 고해상도로 패터닝 및 적층하는 기술을 개발하고, 이를 사용하여 고분자 박막 트랜지스터(PTFTs) 및 논리회로 어레이 제작을 진행하였다. 4Bx는 다양한 용액공정이 가능한 전자재료와 용매에 쉽게 혼합될 수 있으며, 자외선(UV)에 의해 가교제가 광 활성화되어 전자재료와 가교 결합을 형성할 수 있다. 4Bx는 기존의 2개의 광 가교 기능기를 갖는 가교제에 비해 높은 가교 효율로 인해 적은 양을 첨가하여도 완전하게 가교된 전자재료 박막을 형성할 수 있어 전자재료의 고유한 특성을 보존할 수 있다. 더욱이, 가교된 전자재료 박막은 화학적 내구성이 향상되어 고해상도 미세 패터닝을 할 수 있을 뿐만 아니라 용액공정을 통해 전자소자를 구성하는 전자재료의 적층이 가능하다. 4Bx의 광 가교 방법은 전용액공정을 통한 전자소자의 제작에 대한 혁신적인 방안을 제시한다.

광도파로용 Fluorinated Poly(maleimide-co-methacrylate)s의 합성과 특성 (Synthesis and Characterization of Fluorinated Poly (maleimide-co-methacrylate)s for Optical Waveguiding Materials)

  • 김원래;한학수;한관수;장웅상;이철주
    • 폴리머
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    • 제26권2호
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    • pp.253-259
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    • 2002
  • 본 연구는 내열성, 저광학손실 광도파로용 고분자재료를 합성하고 그 물성을 조사한 것이다. 열안정성을 높이고 광학손실을 줄이기 위한 pentafluorophenylmaleimide와 복굴절률을 낮추기 위한 두가지 methacrylate 유도체와 가교제 역할을 하는 glycidylmethacrylate를 삼원 공중합하여 광가교가 가능한 poly(maleimide-co-methacrylate)를 합성하였다. 합성된 고분자들은 높은 열안정성을 나타내었고, 열처리에 의해서 가교가 됨을 확인하였다. 고분자의 굴절율은 공중합 비율에 의해서 조절가능하였고, 1.45~l.49 범위의 고분자가 합성되었다. 복굴절은$6{ imes}10^{-4}$ ~ $1{ imes}10^{-4}$ 범위의 낮은 값을 나타내었다. 이 고분자와 광개시제를 사용하여 접촉 인쇄 방식에 의한 노광과 습식 현상을 통해 깨끗한 광도파로 패턴을 얻을 수 있었다.

환경친화적 Spray UV-Cure 가공 기술을 이용한 물세탁 모직물(washable wool)의 개발 -광가교 고분자인 dextran-methacrylate를 이용하여- (Development of Washable Wool Using Environmental-friendly Spray UV-cure Finishing Technique - Using Photocrosslinkable Polymerr Dextran-methacrylate-)

  • 김신희
    • 한국의류학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.1507-1515
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    • 2004
  • Washable wool was developed using environmental-friendly spray UV-cure technique. Photocrosslinkable polymer, dextran-methacrylate, was synthesized starting from natural biopolymer, dextran. The aqueous solution of dextran-methacrylate was applied to wool fabric with various concentrations to find out the optimum condition in minimizing felting shrinkage. The wool fabric subsequently cured by 365 nm UV, The effects of UV-cure time and photoinitiator concentration on felting behavior of wool were examined. As the concentration of dextran-methacrylate increased, the felting shrinkage decreased gradually. At concentration 0.5g/ml, the felting shrinkage of wool was negligible. Other properties such as air permeability, moisture content, wrinkle recovery, thickness and wettability were also evaluated. The surface coating of dextran polymer onto wool fiber was identified by SEM.

전극 표면에 부착된 IPN 형태의 전해질 고분자의 제조 및 그들의 감습특성 (Preparation of IPN-type Polyelectrolyte Films Attached to the Electrode Surface and Their Humidity-Sensitive Properties)

  • 한대상;공명선
    • 폴리머
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    • 제34권6호
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    • pp.565-573
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    • 2010
  • IPN 구조를 가지는 감습성 고분자 전해질로 사용하기 위하여 디브로모알칸과 가교가 가능한 copoly(2-(dimethylamino) ethyl methacrylate)(DAEMA)/butyl acrylate(BA)와 광가교가 가능한 copoly(methyl methacrylate) (MMA)/BA/2-(cinnamoyloxy)ethyl methacryate(CEMA)를 제조하였다. 전극의 기재 표면에 광조사에 의한 IPN-감습성 전해질의 부착을 위하여 3-(triethoxysilyl)propyl cinnamate(TESPC)을 전극표면에 처리하였다. IPN 구조의 감습성 고분자 필름은 copoly(DAEMA/BA), copoly(MMA/BA/CEMA) 및 1,4-dibromobutane(DBB) 가교제의 혼합 용액에 침적한 후에 UV 조사와 동시에 가열하여 제조하였다. IPN-전해질 고분자의 전극 기재와의 부착은 광화학적 $[2{\pi}+2{\pi}]$ 환화반응에 의하여 진행하였다. 얻어진 습도센서는 20~95%RH의 영역에서 매우 높은 감도와 1.5%RH 이하의 작은 히스테리시스를 보여주었다. 또한, 33~94%RH 사이에서 가습과 제습과정의 응답 및 회복 속도는 각각 48초와 65초로 나타나 매우 빠름을 알 수 있었다. 그 밖에 감습액 중의 공중합체의 농도, 가교제의 양, 가교반응 시간 등이 내수성을 포함한 감습성질에 미치는 영향을 조사하였다.

고분자 재료의 형광 크랙센서 (Fluorescent Crack Sensor in a Polymeric Material)

  • 조성열;김지은;김중곤;정찬문
    • 폴리머
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    • 제32권2호
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    • pp.189-192
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    • 2008
  • Styrylpyrylium salt 화합물(DHSP)을 합성하고 광이량화시켜 cyclobutane형 이량체(DHSP dimer)를 합성하였다. 여기에 메타크릴레이트기를 도입하여 DMSP dimer를 합성하였다. DMSP dimer 광가교물의 FT-IR 분석 결과, 크랙 생성에 의해 cyclobutane환이 개열되어 styryl C=C 구조로 되돌아가는 것으로 판단되었다. 385 nm의 빛에 의하여 DHSP는 626 nm의 형광을 방출하는 반면 DHSP dimer는 매우 약한 형광만을 나타내었다. DMSP dimer의 광가교 필름에 microcrack을 생성시키고 $330{\sim}385\;nm$의 빛을 조사한 결과, 크랙 부분에서의 형광 방출이 확인되었다.

아조벤젠 분자의 사슬 내 위치에 따른 고분자 블렌드 박막의 비등방성 광 변형에 관한 연구 (Effect of the Position of Azobenzene Moiety on the Light-Driven Anisotropic Actuating Behavior of Polyvinylalcohol Polymer Blend Films)

  • 김형준
    • 공업화학
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    • 제23권1호
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    • pp.65-70
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    • 2012
  • 소재의 물리적 변형을 야기할 수 있는 구조 변화 분자에 관한 연구는 잠재적인 응용 분야가 다양하며 매우 흥미로운 분야이다. 특히, 광응답성 물질은 비접촉식 에너지 전달이 가능하여 비파괴, 국소 조사, 원격 제어가 가능하다. 본 논문에서는 광응답성 물질인 아조 발색단의 고분자 내 위치에 따른 물리적, 광학적 성질을 조사하고, 이를 수용성 젤인 폴리비닐알코올에 분산시켜 자외선-가시광선 조사에 따른 이중 안정성 거동을 조사하였다. 신축 배향된 아조벤젠 고분자에 비편광 자외선을 상온에서 조사하여 비등방성 광변형을 시연한 결과, 아조벤젠 고분자 블렌드의 물리적 변형 성능은, 이제까지 보고되었던 많은 아조벤젠 가교 액정 탄성체의 광변형 성능보다 우수한 것으로서, 곁가지 아조벤젠 고분자 필름의 $15^{\circ}$ 구부러짐 변형이 상온에서도 관찰될 정도로 매우 뛰어나며 그 변형이 가역적이었다. 이와 같이, 화학적 접근 방식보다 쉽게 얻을 수 있는 아조벤젠/고분자 블렌드 필름의 성능이 매우 우수하여, 치수 변형이 필요한 다양한 시스템에 응용할 수 있다.