• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.257-264
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• 2014

본 연구에서는 나노크기의 실리카 입자를 2차 아미노기를 가지는 dipodal 형태의 실란커플링제인 bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine(BTPED)으로 표면 개질한 후, 실리카에 도입되는 2차 아미노기인 N-H기와 마이클 부가 반응이 가능한 acrylate기를 가지는 3-(acryloyloxy)-2-hydroxypropyl methacrylate(AHM)로 표면 처리를 하여 중합 반응성 methacrylate기를 도입하는 연구를 수행하였다. 1 분자에 2차 아미노기를 2개 가지는 BTPED와 마이클 부가 반응성이 있는 acrylate기와 부가 반응성이 없는 methacrylate기를 각각 1개씩 가지는 AHM을 사용하여 BTPED와 AHM의 투입량 및 개질 반응 시간의 변화가 실리카 표면의 methacrylate기 도입에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), elemental analysis(EA)와 액체 및 고체 상태 cross polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)법을 사용하여 분석하였다. 실리카 표면에 BTPED 를 도입하는 반응은 1시간 내에, BTPED로 개질된 실리카의 N-H기에 대한 AHM의 acrylate기와의 마이클 부가 반응에 따른 methacrylate기 도입은 2시간 내에 반응이 각각 완결됨을 확인하였다. 또한 BTPED로 개질된 실리카에 대하여 투입되는 AHM의 몰 비가 증가할수록 N-H기와 acrylate기의 마이클 부가 반응으로 인한 methacrylate기의 도입이 증가하였으며 이는 AHM을 도입했을 때 나타나는 FTIR 스펙트럼의 C=O 피크 면적 변화로 확인하였다. 위의 결과를 EA 및 고체 상태 $^{13}C$ 및 $^{29}Si$ NMR 분석으로도 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권12호
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• pp.3805-3810
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• 2013

The surface modification of silica particles (SPs) was systemically conducted by the treatment of 0.1-10 wt % phenylsilanetriol (PST) on the basis of SPs used through two step processes: 1) the PST coating of SPs via evaporation under reduced pressure and 2) their thermal condensation leading to Si-O-Si bond formation via heating at $130^{\circ}C$. The evaluation of the modified SPs was conducted by the simple floating test on water and the measurement of the contact angle (CA) of water droplet on the 2-dimensional layer of modified SPs on slide glass. When PST was used about 2 wt % or above on the basis of SPs (about average size: 50 nm) used, the modified SPs were fully floated on the water and all dispersed into upper organic solvent layer after a shaking with the mixture of the water and benzene, indicating that the modified SPs have hydrophobic properties. The modified SPs were characterized by $^{29}Si$ MAS NMR and physicochemical properties including SEM, TEM, BET, adsorption/desorption isotherms, etc. were measured and compared each other in details. This research demonstrates that the organosilanetriol is a good modifier applicable for the surface modification of inorganic oxide particles using a low amount of modifier on the basis of oxide particles used.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권5호
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• pp.1275-1279
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• 2010

We have carried out the surface modification of photocatalytic $TiO_2$ with triethoxysilane through dehydrogenation reaction and characterized the modified photocatalyst by spectroscopic methods, such as FT-IR, solid-state $^{29}Si$ MAS NMR, XPS, and XRF, etc. We also examined photocatalytic activity of the immobilized photocatalytic titanium dioxide with triethoxysilane by decolorization reaction of dyes such as cong red and methylene blue under visible light. Dispersion test showed that the photocatalytic titanium dioxide immobilized with triethoxysilane group has kept higher dispersibility than titanium dioxide itself. No appreciable precipitation takes place even after standing for 24 h in the 4:6 mixture ratio of ethanol and water.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권7호
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• pp.965-968
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• 2004

H-montmorillonite was modified by interlayer surface silylation using 3-aminopropyltriethoxysilane and dodecylamine in ethanol without a pre-swelling step. Dodecylamine acts as a gallery expander and silylation catalyst. The evaporation of ethanol from the dispersion yields well-ordered silylated montmorillonites with large basal spacing between 1.50 and 4.20 nm. Solid-state $^29Si$ CP MAS NMR of the silylated samples showed $Q^2\;and\;Q^3$ signals as well as $T^2\;and\;T^3$ signals. The increase in the relative intensity of $Q^3\;for\;Q^2$ and the appearance of $T^2\;and\;T^3$ signals was attributed to the grafting of 3-aminopropyltriethoxysilane to the interlayer surface silanol groups.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.308-315
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• 2013

본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면개질을 위해 실란 커플링제인 bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide(TESPT)를 사용하여 표면개질 반응을 수행하였다. 반응온도, 반응시간 및 TESPT 투입량의 변화가 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), thermogravimetric analysis(TGA), elemental analysis(EA) 및 고체 $^{13}C$ 및 $^{29}Si$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)를 사용하여 분석하였다. 실리카 대비 투입되는 TESPT의 투입량을 증가시킬수록 $3746cm^{-1}$의 실리카의 고립 실란올(isolated) 피크의 세기는 줄어들었고, $2938cm^{-1}$의 TESPT의 $-CH_2$기에 의한 피크의 세기는 증가하였다. 또한 TESPT로 표면 개질된 실리카가 SBR 복합체의 기계적 물성에 미치는 영향과 SBR 기질 내에서 실란 커플링제로 표면 처리된 실리카의 분산정도를 universal testing machine(UTM)과 field emission scanning electron microscope(FE-SEM)를 이용하여 각각 측정하였다. 실험 결과 개질되지 않은 본래(pristine) 실리카를 20 phr(parts per hundred of rubber) 넣은 SBR 나노복합체에 비해 개질된 실리카 20 phr를 넣은 SBR 복합체의 인장강도는 5.65에서 9.38 MPa, 100% modulus는 1.62에서 2.73 MPa로 각각 증가하였으나, 파괴점 신장률은 349.6에서 298.9%로 조금 감소되었으며, SBR 기질 내의 실리카 분산성은 TESPT로 처리된 실리카가 본래 실리카에 비해 우수하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.291-300
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• 2008

경질올레핀을 제조하기 위한 n-옥탄의 접촉분해반응에서 H-ZSM-5 촉매의 소성 및 스팀 처리 영향을 $550{\sim}750^{\circ}C$ 범위에서 조사하였다. 소성 및 스팀 처리 온도를 높이면 H-ZSM-5 촉매의 비표면적, 기공부피 및 강산점이 줄어들었다. $650^{\circ}C$ 이상에서 스팀 처리는 제올라이트 구조 내 알루미늄의 탈알루미늄화 및 미세기공의 붕괴로 강산점이 소멸되어, 미세 기공부피가 줄어들며 입자 간 결합에 의한 중기공이 형성되었다. $^{27}Al$ 및 $^{29}Si$ MAS NMR 스펙트럼으로부터 스팀 처리로 발생하는 탈알루미늄의 과정을 검토하였다. 제올라이트 격자의 알루미늄이 사면체 배위구조 알루미늄 ${\rightarrow}$ 5개 배위구조 알루미늄 ${\rightarrow}$ 팔면체 배위구조 알루미늄으로 변화과정을 거침을 알 수 있었다. n-옥탄 접촉 분해반응의 전환율, 경질올레핀 수율 및 에틸렌/프로필렌 비가 H-ZSM-5의 소성 및 스팀 처리 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 스팀 처리는 소성 처리보다 활성저하 정도가 더욱 심하여 $750^{\circ}C$에서 24시간 스팀 처리 후에는 H-ZSM-5가 촉매로서의 기능을 상실하여 열분해반응에 근접하는 전환율, 경질올레핀 수율 및 에틸렌/프로필렌 비의 결과를 나타내었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권5호
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• pp.303-308
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• 2008

Mullite precursors were synthesized with aluminosilicate gels from mixture of aluminum nitrate and sodium orthosilicate by the geopolymer technique at ambient temperature. Then, the gel was heat-treated in air up to $1200^{\circ}C$ at intervals of $100^{\circ}C$. Raw and heat-treated gels were characterized by TG-DTA, XRD, FTIR, $^{29}Si$ MAS-NMR, TEM. The result to examine the crystallization of behavior though DTA, the synthesized precursors were crystallized in the temperature range from $950^{\circ}C$ to $1050^{\circ}C$. The XRD results showed that the gel compositions were begun to crystallize at various temperature. Also, it was found that the precursors of M-4 begun to crystallize at about $950^{\circ}C$. The M-4 XRD peaks were characterized better than $M-1{\sim}M-3$ at $1000^{\circ}C$. The formation temperature of mullite in this study is much lower than that of previous sol-gel methods, which crystallized at up of $1200^{\circ}C$. TEM investigations revealed that the sample with 10 nm particle size was obtained via heat-treated at $1000^{\circ}C$ for M-4.

• International Journal of Railway
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• 제7권3호
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• pp.85-89
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• 2014

The use of pozzolanic materials in concrete mixtures can enhance the mechanical properties and durability of concrete. By reactions with pozzolanic materials and calcium hydroxide in cement matrix, calcium-silicate-hydrate (C-S-H) increases and calcium hydroxide decreases in cement matrix of concrete. Consequently, the volume of solid materials increases. The pozzolanic particles also fill spaces between clinker grains, thereby resulting in a denser cement matrix and interfacial transition zone between cement matrix and aggregates; this lowers the permeability and increases the compressive strength of concrete. Moreover, the total contents of alkali in concrete are reduced by replacing cements with pozzolanic materials; this prevents cracks due to alkali-aggregate reaction (AAR). In this study, nanosilica is incorporated in cement pastes. The differences of microstructural compositions between the hydrated cements with and without nanosilica are examined using nanoindentation, XRDA and $^{29}Si$ MAS NMR. The results can be used for a basic research to enhance durability of concrete slab tracks and concrete railway sleepers.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2747-2752
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• 2013

Surface modification of colloidal silica nanoparticles without disrupting the electric double layer of nanoparticles is a major challenge. In the work, silane was employed to modify colloidal silica nanoparticles without inducing bridge flocculation obviously. The effect of pH value of the silica sol, the amount of silane in feed, and reaction temperature on the graft amount and the final size of modified particles was investigated. The increased weight loss by TG and the appearance of $T_2$ and $T_3$ except for $Q_2$ and $Q_3$ signals by CP/MAS $^{29}Si$ NMR of the modified samples verified the successful grafting of silane. The graft amount reached 0.57 mmol/g, which was slightly lower than theory value, and the particle size remained nearly the same as unmodified particles for acidic silica sol at the optimum condition. For alkaline silica sol after modification, aggregates composed of several nanoparticles connected together with silane moleculars as the bridge appeared.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.371-378
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• 2012

3-Glycidoxypropyltrimethoxy silane(GPTMS)으로 친수성의 실리카 나노입자(SNPs)를 소수화하였으며, 소수화된 SNPs를 폴리우레탄-우레아(PUU) 에멀젼과 혼합하여 SNPs/PUU 나노복합체 필름을 제조하였다. 필름 제조 후 PUU 매트릭스 내 SNPs의 함량, SNPs 표면의 소수화 정도, 에폭시 그룹과의 열경화 반응 여부가 필름의 물성에 미치는 영향을 분석하였다. SNP 표면에 도입된 GPTMS의 최대 함량은 $1.99{\times}10^{-6}\;mol/m^2$로 SNP 표면적 기준으로 약 53% 수준이었다. GPTMS에 의한 소수화로 PUU 매트릭스 내 SNPs의 분산성이 향상되었으며, SNPs 함량이 5 wt.%에서 20 wt.%로 증가함에 따라 SNPs/PUU 나노복합체 필름의 유연성은 감소하였으나, 열 안정성은 증가하였다. 특히 Young's modulus와 tensile modulus는 에폭시의 열경화 반응 후에 크게 증가하였다.