• 폴리머
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• 제34권1호
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• pp.1-7
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• 2010

기체 분리막의 투과 특성을 향상시키기 위하여 불소계 폴리이미드(6FDA-6FpDA) 고분자 매트릭스에 실리카 나노입자를 첨가한 유기-실리카계 복합 소재 막을 제조하였다. 실리카 입자의 분산도를 높이기 위하여 먼저 $\gamma$-MPS를 이용한 표면처리 과정을 거친 후, 6FDA-6FpDA와 단일상을 이룰 수 있는 PMMA를 실리카 나노입자 표면에 도입하였다. PMMA-graft-silica와 비교해 보았을 때, 순수 실리카 입자의 경우 불규칙 분산성으로 인하여 투과도는 증가하나 기체에 대한 낮은 선택도를 가졌다. PMMA를 도입시킨 실리카 입자를 첨가한 복합막의 경우 실리카 입자의 함량에 따라 고분자 필름을 제조하여 He, $O_2$, $N_2$, $CO_2$의 기체투과도를 측정하였다. 실험 결과 실리카 입자의 함량이 높아 질수록 사슬 정렬 방해에 의한 자유 부피가 증가되어 투과도가 증가되나 1 wt% 이후에는 과량의 실리카 입자의 첨가로 인한 고분자 내의 유효면적 감소로 인해 투과도가 감소하는 결과를 보였다. 전체적으로 가스의 투과도 증가로 인해 선택도의 감소를 보였으나 이산화탄소의 경우 선택도의 증가를 보였으며 이는 실리카 나노입자와 고분자 매트릭스 사이의 상호 결합으로 인해 나타나는 크기 제어에 의한 선택도 향상이다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권5호
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• pp.31-35
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• 2007

본 연구에서는 소디움실리케이트로부터 실리카 솔의 형성과 성장에 관한 연구를 고찰하였다. 황산으로 소디움실리케이트 수용액을 산화시킬 때 실리카 함량은 2%가 적절하였으며, 수용액 내 나트륨 이온 제거 후 안정한 실리케이트 수용액을 얻기 위해서는 수용액 pH를 9 이상 유지하여야 한다. 소디움실리케이트와 실리케이트 수용액을 혼합하여 pH 10으로 유지하여 $80^{\circ}C$로 가열하여 10 nm 크기의 실리카 솔을 제조할 수 있었다. 또한 실리케이트 용액을 실리카 솔 용액에 첨가하여 실리카 솔을 50 nm로 성장시킬 수 있었다.

• 융합정보논문지
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• 제8권5호
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• pp.45-50
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• 2018

형광 염료가 도핑 된 실리카 나노입자는 DNA 마이크로 에레이와 같은 바이오 라벨링 및 바이오 이미징에 활용되고 있으며, 높은 생체 적합성과 낮은 독성 및 높은 친수성의 특성을 가지고 있어 많은 주목을 받고 있는 기능성 나노소재이다. 본 논문에서는 형광 유기염료를 에탄올과 탈이온수에 각각 용해시킨 후 형광염료를 실리카 나노입자에 물리적으로 흡착시키는 방법과 화학적으로 도핑 시키는 방법으로 실리카 나노입자를 합성한 후 365 nm 파장의 자외선을 조사하여 형광특성을 분석하였다. 연구결과 형광 염료를 물리적으로 흡착시킨 실리카 나노입자보다 화학적으로 형광 염료를 도핑 시킨 실리카 나노입자의 형광특성이 우수하였으며, 도핑 된 형광 염료의 양이 많을수록 형광특성이 우수하였다. 형광 염료를 용해시키는 용매의 경우, 에탄올이 탈이온수와 비교하여 탁월한 형광 특성을 나타내었다. 또한 순수한 형광 염료와 형광 염료가 도핑된 실리카 나노입자의 광안정성을 조사한 결과, 형광 염료가 도핑 된 실리카 나노입자의 광안정성이 보다 우수한 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 바탕으로 형광염료가 최적으로 도핑 된 실리카 나노입자를 바이오 이미징 에이전트로 사용한다면 높은 광안정성과 형광특성으로 인하여 인체 내부의 생체 모니터링에 유용하게 활용될 것으로 전망된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.407-413
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• 2022

본 연구는 생체 모방 폴리아민 복합체를 통해 아민 그룹(amine group)이 기능화 되고 크기 조절이 간편한 실리카 나노입자의 합성 방법에 관한 것이다. 먼저, 실리카 나노입자를 합성하기 위한 촉매로써 polyallylamine hydrochloride(PAH)와 인산 이온(phosphate ion)으로 구성된 폴리아민 나노 복합체를 형성하였다. 복합체의 크기는 pH 조건에 따라 가역적인 조절이 가능하다. 나노 복합체에 존재하는 PAH 주쇄의 다량의 아민 그룹들은 silicic acid의 축합(condensation) 반응을 촉매 하며, 결과적으로 실리카 나노입자를 매우 빠른 시간 내에 합성할 수 있다. 최종적으로 pH 조건에 따라 다양한 크기를 갖는 실리카 나노 입자를 합성하였다. 실리카 나노입자의 합성 과정에서 촉매 역할을 하는 PAH는 나노입자의 내부 및 표면에 함입되고 합성된 실리카 나노입자의 표면에 아민 그룹이 노출된다. 본 방법은 실리카 나노입자의 합성과 표면개질이 동시에 이루어지며, 아민 그룹이 도입된 실리카 나노입자를 다양한 크기로 조절하여 손쉽게 합성할 수 있다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 방법은 기존의 합성법 보다 온화한 조건 하에서 단시간 내에 실리카 나노입자를 합성할 수 있으며, 생체 공학 및 재료 분야에서 적용되어 넓게 활용될 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제67권6호
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• pp.420-428
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• 2023

비닐화된 메조포러스 실리카와 재생 폴리에틸렌 사이에 가교결합을 도입하여 컴파운드를 제조하고 물성을 측정하였다. 메조포러스 실리카에 비닐기를 도입함으로써 비극성인 폴리에틸렌과의 가교결합을 유도할 수 있는 물질이 된다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 합성하고 재생 폴리에틸렌과의 가교결합을 유도하여, 기존 재생 폴리에틸렌이 가지는 물성보다 더욱 향상된 재생 폴리에틸렌 복합체를 합성하였다. 또한 비닐화 된 메조포러스 실리카를 이용하였을 때, 재생 폴리에틸렌의 등급에 따라 소량 첨가하여도 가교반응이 진행되어 컴파운드의 모든 물리적 특성이 향상되었다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 사용하여 4종의 컴파운드를 합성하였으며, 형태와 미세 구조 및 작용기는 TEM, FT-IR 및 XRD로 분석하였다. 비닐화된 메조포러스 실리카를 이용하여 재생 폴리에틸렌과 가교반응으로 3종류의 컴파운드를 배합하였다. 가교결합 유무를 확인하기 위해서 XPS, FT-IR 및 가교도 측정법으로 분석하였으며, Universal testing machine을 이용하여 인장강도, 신장율, 굴곡강도 및 굴곡 탄성율 같은 물리적 특성을 측정하였다. 그 결과, 비닐화된 메조포러스 실리카를 다양한 등급의 재생 폴리에틸렌에 적용함으로써, 기존의 재생 폴리에틸렌이 가지는 취약한 물성을 극복하였다. 비닐화된 메조포러스 실리카-재생폴리에틸렌 복합물질을 신재 폴리에틸렌에 적용한 결과, 복합 컴파운드는 상업적으로 사용할 수 있는 최선의 물성 지표를 나타내었다. 따라서 이 결과는 향후 재생 폴리에틸렌의 사용량을 증가시키고, 자원의 재순환화에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2519-2525
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• 2014

물유리와 염산의 졸-겔반응에 계면활성제(PEG와 HPC)를 첨가하여 비표면적이 $800m^2/g$ 이상인 다공성 실리카를 제조하는 공정에 대해 연구하였다. 졸-겔 반응의 부산물인 NaCl은 물로서 세척하여 제거하였으며, 실리카 습윤겔 50 g에 대해 200 ml의 물을 사용하여 3회 이상 세척할 경우 실리카겔에 잔류하는 NaCl은 0.81wt% 이하로 감소하였다. 계면활성제는 실리카에 대해 5% 미만을 사용하는 것이 적정 조건으로 나타났다. 실험 결과, HPC(2.5%)+PEG(2.5%)의 계면활성제를 첨가하여 제조한 실리카의 비표면적은 $860m^2/g$, 입경은 $20-50{\mu}m$으로 나타났다. 본 연구결과, 실리카의 겔화공정이나 건조공정에서 단지 계면활성제를 주입하여 비표면적을 향상시키고 균일한 입경의 실리카를 얻을 수 있다는 것은 공업적으로 매우 큰 의미가 있다고 생각된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권6호
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• pp.673-679
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• 2008

본 연구에서는 실리카 원으로 tetraethylorthosilcate(TEOS)를 이용하고, template로 cetyltrimethylammonium bromide(CTMABr)을 사용하여 메조포러스 실리카(mesoporous silica)를 수열합성 하였다. 최적의 합성 조건을 알기 위해 template와 실리카의 몰비를 조절하였다. 메조포러스 실리카의 표면 성질과 구조는 XRD, SEM 그리고 BET를 이용하여 살펴보았다. 비표면적($S_{BET}$), 전체 기공부피(V$_T$), 그리고 평균 기공지름(D$_{BJH}$)을 포함하는 N$_2$ 등온 흡착 특성은 BET식을 이용하여 확인하였다. 또한, 메조포러스 실리카의 Pb(II)와 Cd(II)의 흡착 특성은 Zeta potential과 ICP를 이용하여 측정하였다. 그 결과, N$_2$ 등온 흡착으로부터 S$_{BET}$는 100$\sim$1,500 m$^2$/g이었으며, 평균 기공 크기는 2$\sim$4 nm이었다. 메조포러스 실리카의 Pb이온과 Cd이온의 흡착 특성은 용액의 pH변화에 의존하였고, 기존의 흡착제인 실리카겔보다 더 좋은 흡착 거동을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.165-182
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• 2006

본 연구에서는 실리카 흄을 혼합한 숏크리트의 강도증진 효과를 파악하기 위해 현장실험을 실시하였고, 유럽통합규격(EFNARC)에 의거하여 품질평가를 수행하였다. 그리고 탄산화와 동결융해의 복합인자에 의한 열화시험을 수행하여 고강도 숏크리트의 장기내구성을 평가하였다 실험결과 실리카 흄을 혼입한 숏크리트의 압축강도는 45.2~55.8MPa, 휨강도는 5.01~6.66MPa로 혼입하지 않은 경우에 비해 각각 37~79%, 17~61%의 강도증진 효과가 나타났고, 실리카 흄 치환율이 7.5~10%일 때 강도증진 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한, 실리카 흄을 치환한 숏크리트의 상대동탄성계수, 질량감소율 및 탄산화 진행율 등을 측정한 결과, 실리카 흄이 강섬유 혼입에 의한 숏크리트의 열화현상을 최소한으로 감소시켜, 숏크리트의 장기내구성을 확보하는데 효과가 있음을 알수 있었다.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.424-429
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• 2010

졸-젤법을 이용한 실리카를 지방족 폴리에스테르 주사슬에 가교구조로 도입한 하이브리드 복합재료를 합성하여 열전소자의 버퍼코트층으로의 적용가능성을 검토하였다. 고분자 기지로 사용된 폴리에스테르는 $240^{\circ}C$의 고온에서 열처리 시간에 따라 $30{\sim}90^{\circ}C$ 정도 열분해개시 온도가 증가하였고, 폴리에스테르-실리카 복합재료는 실리카의 첨가 비율에 따라 $30{\sim}50^{\circ}C$ 정도 열분해 개시온도가 증가하였다. 폴리에스테르-실리카 복합재료는 실리카가 Knoevenagel 축합반응을 방해하는 요소로 작용하여 폴리에스테르에 비해 열처리후에도 변색이 일어나지 않았고, 광학특성 변화가 작았다. 이들 복합재료의 열전도도는 실리카의 첨가량에 따라 선형적으로 증대되었다.

• 공업화학
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• 제1권1호
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• pp.63-72
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• 1990

결정성 실리카의 표면을 아민(TEA, CTMAB, BETAC) 및 과산화물(BPO) 촉매를 사용하여 실란(A 187), 액상고무(CTBNx8), 비닐단량체(AA, MMA, 2-HEA, GMA) 등으로 차례로 반응시켜 새로운 표면처리 실리카를 제조하였다. 표면처리 효과를 검토하기 위하여 실리카를 에폭시 수지에 전체 혼합물 중 0~36%(부피 %)의 범위로 혼합하여 혼합 점도 및 침전율의 변화를 시험하였다. 실험 결과 표면 피복량은 반응 촉매의 양과 종류에 의존하였으며, 촉매량 0.1~20%에서 실리카에 대한 피복량은 2.5~5.8% 범위의 값을 표시하였고, 실리카의 표면이 실란/고무, 실란/고무/비닐로 점차 처리됨에 따라서 무처리물이나 실란처리물에 비하여 점도가 저하되었으며, 침전율도 낮은 값을 표시하였다. 표면처리 상태는 처리제의 종류에 따라서 각기 다른 특성을 나타내었다.