• Corrosion Science and Technology
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• 제8권6호
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• pp.223-226
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• 2009

Polymer coatings are commonly applied to metal substrates to prevent corrosion in aggressive environments such as high humidity and under salt water. Once the polymer coating has been breached, for example due to cracking or scratches, it loses its effectiveness, and corrosion can rapidly propagate across the substrate. The self-healing system we will describe prevents corrosion by healing the damage through a healing reaction triggered by the actual damage event. This self-healing coating solution can be easily applied to most substrate materials, and our dual-capsule healing system provides a general approach to be compatible with most common polymer matrices. Specifically, we expect an excellent anti-corrosion property of the self-healing coatings in damaged parts coated on galvanized metal substrates.

• 융합정보논문지
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• 제9권10호
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• pp.87-93
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• 2019

치유 물질인 아마인유에 형광 물질을 소량 혼합한 혼합물을 코어 성분으로 하여 마이크로캡슐을 제조하였다. 이 마이크로캡슐을 코팅재 조성물에 균일하게 분산시켜 모르타르 표면에 도포함으로써 지기치유 보호코팅재를 제작하였다. 이 코팅재에 약 $100{\mu}m$ 폭의 스크래치 또는 균열 손상을 발생시킨 후 자외선을 조사하면서 관찰한 결과, 캡슐 함량이 증가할수록 형광 발광의 범위가 증가하였고, 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재에서는 손상 부위가 치유물질로 거의 채워진 모습을 나타내었다. 물흡수도 시험 결과 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재는 약 85%의 치유효율을 보였다. 손상 부위에서 나타나는 형광은 3m의 거리에서도 용이하게 식별되었다. 본 연구결과는 콘크리트 보호를 위한 마이크로캡슐형 자기치유 코팅재의 치유기능을 육안으로 용이하게 확인하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 접착 및 계면
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• 제22권2호
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• pp.47-56
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• 2021

자기치유 소재를 이용하여 강판을 코팅하는 경우, 코팅 소재에 상처가 날 경우 스스로 상처를 치유하여 강판이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 하지만 자기치유 과정에는 시간이 소요되며, 따라서 자기치유가 되기 전에 강판의 상처가 부식 될 수 있다. 본 연구에서는 가역적인 hindered urea bond(HUB)를 통하여 가교 결합을 형성하면서 동시에 부식 방지제로써 작용하는 DTBEDA를 이용하여 듀얼자기치유 메커니즘을 가지는 코팅 소재를 제조하였다. 또한 제조된 소재를 강판에 코팅하여 의료용 메스와 나노/마이크로 압입시험기를 통하여 스크래치에 대한 자기치유 성능을 확인하였으며, DTBEDA의 내부식성 효과를 전기화학 임피던스 분광법(EIS)을 통하여 분석하였다.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.356-361
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• 2013

본 연구에서는 5-ethylidene-2-norbornene(ENB)과 가교제가 혼합된 ENB 자가치료제에 melamine-urea-formaldehyde로 둘러싸인 마이크로캡슐을 제조하였다. 이때 자가치료제에는 빨간 색소를 첨가하여 관찰이 용이하도록 하였다. 마이크로캡슐의 열적 저항성과 캡슐의 크기 및 분포 그리고 형상을 관찰한 결과 우수한 캡슐이 제조된 것을 확인하였으며, 자가치료제에 빨간 색소의 첨가가 캡슐의 형성에 영향을 주지 않았다. 또한 마이크로캡슐과 Grubbs 촉매를 에폭시 코팅 층에 분산시킨 다음 이에 손상을 가하여 크랙을 유발하고 그것을 광학현미경으로 관찰한 결과, 크랙에 의해 캡슐이 파손되어 자가치료제가 흘러나와 크랙 면을 채우고 촉매와 반응하는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제47권5호
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• pp.244-251
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• 2014

In recent years, self-healing coatings have been the subject of increasing interest. The ability of such coatings to self-repair local damage caused by external factors is a major factor contributing to their attractiveness. Metals are extensively used in modern society in a range of applications from infrastructure to aircraft to consumer products. The protection of metals, primarily from corrosion has been an active area of materials science for many years. The aim of this review is the demonstration for recent progress achieved in the development of carrier-based self-healing coatings for the protection of metals. This review mainly covers the reports published after 2010. Two main types of carriers for corrosion inhibitors or healing agents-polymer capsules and porous composite inorganic nanoparticles-are described.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.56-63
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• 2015

본 연구의 목적은 다이이소시아네이트 화합물을 함유하는 마이크로캡슐을 제조하고 자기치유형 보호코팅재에 적용하여 공기 중 수분에 의한 자기치유 기능을 평가하는 것이다. 다이이소시아네이트 화합물의 공기 중 수분과의 반응 거동을 조사함으로써 치유 물질로서의 가능성을 확인하였다. 폴리우레탄을 캡슐막으로 하여 이소포론 다이이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI)의 마이크로캡슐화를 계면중합법에 의해 수행하였다. 마이크로캡슐의 생성여부는 FTIR 및 NMR으로 확인하였고, 마이크로캡슐의 직경 및 크기 분포, 표면 형상과 캡슐막의 두께는 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 교반속도 및 다이올 구조 변화에 따른 마이크로캡슐의 특성 변화를 조사하였다. 자기치유형 보호코팅재를 제조하여 스크래치를 형성시킨 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 스크래치 형성 직후 스크래치가 지나가는 자리에 위치하는 마이크로캡슐이 깨지면서 심물질이 흘러나와 스크래치를 메워주는 것을 확인하였다. 또한 CRC 보드에 마이크로캡슐을 함유한 자기치유 코팅재를 제조하여 스크래치 형성 후 상대습도 68~89%의 공기 중에 48시간 동안 방치한 후 SEM 분석 및 내투수 테스트를 진행한 결과, 스크래치가 자기치유된 것이 확인되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권6호
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• pp.492-498
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• 2017

A thermal barrier coating (TBC) with self-healing property for cracks was proposed to improve reliability during gas turbine operation, including structural design. Effect of healing agent on crack propagation behavior in TBCs with and without buffer layer was investigated through furnace cyclic test (FCT). Molybdenum disilicide ($MoSi_2$) was used as the healing agent; it was encapsulated using a mixture of tetraethyl orthosilicate and sodium methoxide. Buffer layers with composition ratios of 90 : 10 and 80 : 20 wt%, using yttria stabilized zirconia and $MoSi_2$, respectively, were prepared by air plasma spray process. After generating artificial cracks in TBC samples by using Vickers indentation, FCTs were conducted at $1100^{\circ}C$ for a dwell time of 40 min., followed by natural air cooling for 20 min. at room temperature. The cracks were healed in the buffer layer with the healing agent of $MoSi_2$, and it was found that the thermal reliability of TBC can be enhanced by introducing the buffer layer with healing agent in the top coat.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.579-587
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• 2015

자기치유성능을 가지고 있는 자기치유제를 함유하고 있는 마이크로 캡슐을 콘크리트 표면의 고분자 매트릭스층에 적용하였다. 메타크릴레이트를 코어물질로 하고 폴리 우레아포름알데히드를 캡슐막 구성물질로 하는 미세캡슐을 고분자 매트릭스 안에 첨가하여 콘크리트 표면에 코팅하였다. 콘크리트 표면에 미세균열이 형성되고 전파될 때, 균열이 전파되는 위치에 있는 캡슐이 파괴되어 치유체가 균열면 사이로 흘러나오게 되고, 균열에 스며든 단량체가 햇빛에 의해 중합반응을 일으켜 균열이 자기치유 되는 현상을 고찰한다. 자기치유성능평가는 흡수성, 투수성 실험 및 광학현미경을 통한 관찰로 확인하였다. 결과적으로 제시된 자기치유시스템은 콘크리트 균열부의 부분적인 복원을 위해 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.243-244
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• 2022

In this paper, experiments were conducted on signal amplification of polymer capsules for application to Ground Penetrating Radar so as to enable real-time monitoring of polymer capsules inside concrete using the Morphology Dependent Resonance phenomenon. A TEM CELL and a vector network analyzer were used to analyze the difference in resonance frequency depending on the material of the sphere and the presence or absence of fracture. In order to manufacture a capsule of a size that can be measured using millimeter waves used in GPR, we manufactured a capsule with a 3D printer and analyzed the effects of the presence or absence of coating and the size of the capsule on the resonance frequency. Resonant frequency or signal amplification is more affected by diameter than coating. The capsule showing the highest amplification is the resin-coated 50 mm diameter capsule with a 316-fold increase and the lowest capsule is the uncoated 10 mm diameter capsule with a signal amplification of 11.9 times. These results demonstrate the potential of GPR to measure the position and state of self-healing capsules, which are small-sized polymers, in real time using millimeter waves.

• Corrosion Science and Technology
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• 제15권5호
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• pp.209-216
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• 2016

In the present study, chitosan based self-healing anticorrosion coatings were prepared by layer by layer (lbl) addition of chitosan (Ch) and polyvinyl butyral (PVB) on mild carbon steel substrate. Chitosan coatings exhibited enhanced coating stability and corrosion resistance in aggressive environments by the application of a PVB top layer. Chitosan layer in the lbl coatings have been modified by using glutaraldehyde (Glu) and silica ($SiO_2$). Performance of different coatings was tested using electrochemical impedance spectroscopy and immersion test. The best anticorrosion performance was observed in case of 10 % Ch_$SiO_2$_PVB coatings, which withstand immersion test over 25 days in 0.5 M salt solution without visible corrosion. 10 % Ch_$SiO_2$ coatings without the PVB top layer didn't last more than 3days. Application of PVB top layer sealed the defects in the chitosan pre-layer and improved its hydrophobic nature as well. Raman spectra and SEM of steel surfaces after corrosion study and removal of PVB_Ch/Glu_PVB coatings showed a passive layer of iron oxide, attributing to the self-healing nature of these coatings. Conducting particle like graphene reinforcement of chitosan in the lbl coatings enhanced corrosion resistance of chitosan coatings.