• 폴리머
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• 제37권6호
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• pp.777-783
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• 2013

본 연구에서는 실리카 나노입자를 dipodal 형태의 bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amine(BTMA) 실란 커플링제로 실리카 표면을 개질한 후, glycidyl methacrylate(GMA)로 표면 처리를 하여 실리카에 결합된 BTMA의 N-H기와 GMA의 epoxide기의 개환 반응에 의하여 실리카 표면에 중합용 methacrylate기를 도입하는 연구를 수행하였다. 반응시간, 반응온도 및 투입하는 GMA의 농도 변화가 BTMA의 N-H기와 GMA의 epoxide기 사이의 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), elemental analysis(EA) 및 고체상태 $^{13}C$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS), nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)법을 사용하여 분석하였다. BTMA로 개질된 실리카를 GMA로 처리하면 실리카 입자에 결합되어 있는 BTMA의 N-H기와 GMA의 epoxide기가 열리면서 상호 반응이 일어났으며, 실험한 조건에서는 반응시간, 반응온도 및 투입하는 GMA 농도가 증가할수록 실리카 표면에 도입되는 methacrylate기가 증가함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제30권1호
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• pp.75-79
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• 2006

고분자계 치아수복용 복합재료에 사용되는 다양한 크기의 나노실리카 입자를 Stober method를 이용하여 제조하고, 3-methacrylofpropyltrimethoxysilane $(\gamma-MPS)$로 제조된 입자 표면 처리 여부에 따른 유기 수지 내에서의 실리카 입자의 분산도 변화를 조사하였다 반응에 사용된 반응물인 tetraethylorthosilicate(TEOS)와 물의 양, 촉매인 암모니아의 양, 용매의 종류와 양을 조절하여 다양한 크기의 나노실리카 입자를 제조하였다. 용매로 에탄올보다 메탄올을 사용할 경우 더 작은 입자가 생성되었다. 또, 물의 함량이 증가할수록 작은 입자가 형성되는 반면, 촉매와 전구체의 경우는 함량이 증가함에 따라 형성된 입자의 크기도 증가하였다. 유기 소재들과의 혼합시 계면 특성 향상을 위해 제조된 친수성의 나노실리카를 $\gamma-MPS$와 반응시켜 소수성의 나노실리카 입자를 제조하였다 실리카 입자 크기가 작을수록 단위 질량당 존재하는 $\gamma-MPS$의 함량은 많았지만, 단위 표면적당 존재하는 $\gamma-MPS$의 양은 실리카 입자의 크기에 영향을 받지 않았다. $\gamma-MPS$로 표면 처리된 실리카 입자의 고분자계 치아수복용 레진 내에서의 분산성은 표면 처리되지 않은 실리카에 비해 크게 향상되었다.

• 폴리머
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• 제36권3호
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• pp.372-379
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• 2012

본 연구에서는 실리카 나노입자의 표면을 실란 커플링제인 bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amine(BTMA)을 사용하여 개질하였다. BTMA의 가수분해 시간, 농도 및 개질 시간의 변화가 실리카 표면 개질 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), elemental analysis(EA) 및 고체 상태 cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)법을 사용하여 분석을 수행하였다. 연구결과 BTMA의 가수분해 시간, 농도 및 표면 개질 시간이 증가할수록 3737 $cm^{-1}$에 나타나는 실리카의 고립 실란올(isolated silanol) 피크의 세기는 점점 약해지고, 도입되는 BTMA의 $-CH_2$ 기에 의한 신축(stretching) 및 굽힘(bending) 진동 피크는 점점 강하게 나타났다. EA 분석을 통한 N 및 C의 함량에서도 같은 경향을 나타내었다. BTMA를 사용한 실리카 입자의 처리 조건 중, BTMA의 농도 변화는 실리카 입자 표면과 반응하는 BTMA의 양에 큰 영향을 미치지만, BTMA의 가수분해 시간 및 표면 개질 반응 시간의 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.70-74
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• 2022

탄닌산은 식물 유래 폴리페놀 중 하나로, 대부분의 생체고분자와 분자간결합을 할 수 있어서 분자적 접착제로서 연구가 되어 왔으며, 표면 개질, 에너지 저장 및 발생 장치, 의료용 제재로서 활용이 되고 있다. 본 연구에서는 약물 전달과 바이오이미징 등 의생명공학 분야에서 다양하게 활용되는 다공성 실리카 나노입자를 합성하고, 탄닌산을 이용하여 다공성 실리카 나노입자의 표면을 개질 한 뒤, 나노입자의 표면을 분석하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.71-72
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• 2011

최근 스마트 휴대폰으로 대표되는 이동통신기기 산업의 빠른 성장으로 인하여 이들 기기를 보호하기 위한 표면 처리기술이 함께 발전하고 있다. 그중 대표적인 것이 나노기술을 융합한 보호막 도장 기술이다. 본 연구에서는 마그네슘 기판과 플라스틱 케이스 소재 위에 유무기 하이브리드 도장막을 형성시키고, 도장막의 실리카 조성에 따른 물리화학적 변화 거동을 관찰하였다. 특히, 실리카 나노입자가 첨가된 실리카 졸 용액과 UV 경화수지를 다른 비율로 혼합한 나노형 하이브리드 코팅용액을 사용하였으며, 딥 코팅과 스프레이 코팅법을 개별적으로 이용하여 형성한 유무기 하이브리드 코팅층의 경도와 내지문 특성을 중점적으로 조사하였다. 이러한 연구를 통하여 유무기 하이브리드 코팅층 형성에서 실리카 졸의 역할과 최적 물성확보를 위한 근거를 마련하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.269-275
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• 2022

본 연구에서는 포졸란 혼화재 혼입에 따라 응결시간과 역학적 특성을 평가하였다. 응결시간 발현 특성은 포졸란 혼화재를 사용하였을 때 감소되는 효과와 압축강도가 증가되는 특성을 평가하였다. 포졸란 혼화재의 경우 단독으로 사용할 경우 마이크로 실리카가 초결 및 종결시간 단축 및 압축강도 발현에 효과적이였다. 두가지 이상의 혼화재를 사용하였을 때는 실리카흄을 사용하면서 동시에 소량의 나노 실리카를 사용하는 것이 OPC 대비 응결시간이 62~64 %수준으로 감소하였으며, 강도 수준이 약 1.17배 증가로 성능증진에 효과적이었다. 나노 실리카가 소량의 혼입량으로 응결시간 감소 및 압축강도를 증진시킬 수 있는 것은 포졸란 반응을 일으킴과 동시에 작은 입자크기로 상대적으로 큰 입자로 구성되어있는 실리카 흄과 시멘트 사이의 공극채움 효과가 있는 것으로 판단된다. 하지만 나노 소재의 경우 높은 비표면적으로 흐름성 저하의 원인이 되기 때문에 배합 설계 시 화학혼화제의 첨가가 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제23권3호
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• pp.94-99
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• 2022

졸-겔 공정 및 용액 블렌딩 공정을 이용하여 삼성분계(그래핀/실리카/EVOH) 나노 복합 코팅 물질을 제조하였다. SEM 관찰 및 XRD 분석을 통하여 제조된 산화 그래핀의 삽입/박리 구조뿐만 아니라 나노 복합 물질 내에서의 그래핀 나노 판상체와 실리카 입자의 박리 구조 및 분산 상태를 확인하였다. 삼성분계 나노 복합 물질로 코팅된 BOPP의 산소 차단성은 산화 그래핀 및 실리카 입자를 일정 수준의 함량으로 첨가했을 때 이성분계(실리카/EVOH) 나노 복합 코팅 필름에 비해 뚜렷하게 향상되었나, 그 이상의 함량으로 첨가하면 불완전한 박리 및 그래핀 적층체의 분산과 실리카 클러스터의 미세 크랙 발생으로 인하여 차단성이 거의 일정하거나 또는 그 증가 폭이 매우 작은 것으로 나타났다. 또한 나노 복합 코팅 필름의 투명성은 그래핀 함량에 따른 필름의 광투과율을 측정함으로써 확인하였으며, 이러한 결과로부터 식품 포장 필름으로의 적용 가능성을 제시할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제33권5호
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• pp.268-274
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• 2020

이 연구에서는 에폭시 수지에 나노 실리카 입자의 농도가 열화 거동에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 약 12 nm 크기의 실리카 입자를 에폭시 수지에 세가지 무게비로 섞은 나노 복합소재를 제작하여 열중량분석(Thermogravimetric Analysis, TGA)을 이용하여 여섯 가지의 서로 다른 승온률 하에서 열화거동 변화를 분석하였다. 등변환법(Isoconversional Method)에 기초한 Friedman, Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger 그리고 DAEM(Distributed Activation Energy Method) 방식으로 활성화에너지를 정량적으로 계산하였다. 계산 결과에 의하면 순수 에폭시와 비교했을 때, 실리카 입자가 함유될 경우 활성화에너지가 상승한다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 10%와 18%의 활성화에너지 값이 유사함에 따라 반드시 함유랑에 비례하지는 않는 것으로 나타났다. 또한 각 방법에 의한 계산방식을 분석하여 그 결과를 비교하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권2호
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• pp.51-57
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• 2021

이 연구에서는 에폭시 수지에 포함된 나노 실리카 입자의 농도가 재료의 열/기계적 물성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 약 12 nm 크기의 나노 입자를 에폭시 수지에 다섯가지 무게비로 섞은 나노복합소재를 제작하였다. DMA와 TMA 방법을 이용하여 유리전이온도, 응력이완, 열팽창 거동을 측정하였다. 이를 통해 나노입자가 재료의 점탄성 거동에 어떠한 영향을 미치는지 보였다. 실리카 입자의 함량이 증가할수록 순수 에폭시 재료 대비 탄성 물성은 증가하였고, 유리전이온도는 감소하였다. FTIR 결과는 분자구조의 관점에서 충진제 함량에 따른 물성변화의 원인을 찾고 나노입자가 에폭시 분자 구조에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하는데 중요한 역할을 하였다.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.822-830
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• 2012

본 연구에서는 실리카 나노입자를 우수한 내가수분해성을 가지는 dipodal 형태의 bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amine(BTMA) 실란 커플링제로 표면 개질한 후, 실리카에 도입된 BTMA의 2차 아미노기인 N-H기와 마이클 부가반응이 가능한 acrylate기를 1분자당 2개씩 가지는 poly(ethylene glycol)diacrylate(PEGDA)로 표면 처리하여 acrylate기를 실리카 입자 표면에 도입하는 연구를 수행하였다. PEGDA의 몰수 및 3가지 서로 다른 분자량의 PEGDA(M.W. 258, 575, 700) 처리가 실리카 표면에 도입되는 acrylate기의 구조에 미치는 영향을 fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), elemental analysis(EA, 원소분석) 및 고체 상태 $^{13}C$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)법을 사용하여 분석하였다. 액체상태의 순수 PEGDA와 순수 BTMA를 같은 몰 비로 반응시키면 PEGDA 1분자당 2개씩 존재하는 acrylate기 중 1개 acrylate기는 순수 BTMA의 N-H기와 1:1의 비율로 마이클 부가반응이 일어나 ${\beta}$-amino acid ester를 형성하고, 나머지 1개의 acrylate기는 남아서 중합반응이 가능한 단량체 합성이 가능하다. 하지만, BTMA로 개질된 실리카 입자를 PEGDA와 반응시키면, PEGDA 1분자당 2개씩 결합있는 acrylate기 대부분이 실리카 입자에 결합되어 있는 BTMA의 N-H기와 마이클 부가반응으로 ${\beta}$-amino acid ester를 형성하여, acrylate기의 C=C기 대부분이 C-C로 변화함을 확인하였다.