Silica-polyurethane hybrid breathable films were prepared and their breathabilities were assessed. Appropriately aggregated silica was prepared through sol-gel reaction of water glass and its particle size ranged 360~500nm. The polyurethane dispersion was prepared by the reaction of isophorone diisocyanate(IPDI) as diisocyanate and polytetramethylene glycol(PTMG) and dimethylol propionic acid(DMPA) as polyol, particle size ranging 30~120nm. The reaction between isocyanate and hydroxyl group to form urethane bonding was checked by the intensity of the stretch peak of isocyanate at $2270cm^{-1}$ in the FT-IR. The silica was incorporated into polyurethane dispersion and casted into film. It was shown that the incorporated silica(1~5wt.%) increased water vapour permeability of the films by 30~100%, and decreased the hydrostatic pressure by 10~40%. From the results, it could be concluded that the appropriate hybridization of silica can increase the breathability of polyurethane dispersion film, while minimizing the loss of hydrostatic pressure.
Chmielewska, Dagmara;Siwek, Malgorzata;Wawszczak, Danuta;Henczka, Marek;Sartowska, Bozena;Starosta, Wojciech;Dudek, Jakub
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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제67권
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pp.407-416
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2018
This study presents a novel complete solution starting with a synthesis of silica modified with potassium-nickel hexacyanoferrate and ethanolamine (SiEA-KNiFe) sorbent through radiocesium sorption in different process configurations and moving on to the vitrification of the spent sorbent, using the sol-gel method. The experimental data for deionized water solution, as well as seawater solution, correlates strongly with the Langmuir isotherm model. Moreover, the study also presents a method for spent sorbent solidification in the glass matrix. The cesium leaching test confirmed that spent sorbent can be stably bound in the glass matrix after radionuclide removal.
Transparent films were prepared using the sol-gel process by mixing TEOS with PVA solution that was solved in EtOH and distilled water homogeneously. HCl, $CH_3COOH$ and $NH_4OH$ were used as catalysts of the sol-gel process, and for improving the flexibility of films glycerol was used as plasticizer. In case of each catalyst, transparency and tensile strength were increased, and glass transition temperature (Tg) was shifted to higher temperature with increasing TEOS ratio. Also, in case of adding the plasticizer, the flexibility of films was increased. On the contrary, transparency, thermal stability and tensile strength were decreased with increasing HCl and $NH_4OH$ ratio. Also, the range of being made of film type was expanded when $CH_3COOH$ was used than HCl and $NH_4OH$.
본 연구에서는 물 유리의 경제성을 바탕으로 광학적 및 기계적인 특성을 조사하여 투명하고 높은 경도를 가진 표면 보호막의 기능을 검토하기 위하여 $SiO_2-Na_2O-R_mO_n$계 박막을 제조하였다. 물 유리에 CaO와 $Al_2O_3$를 소량의 1 N HCl 1N $NH_4OH$와 함께 각각 첨가하여 코팅용 졸을 준비하였다. Stainless steel. Si wafer. soda-lime-silica glass등 다양한 기판 위에 spin-coating 한 후 질소 분위기 하에서 500, 750 및 $900^{\circ}C$로 최종 열처리를 행했다. 제조된 막은 Knoop 경도계로 micro-hardness를 측정하였다. 막의 표면 질소 함유량을 알아보기 위하여 EDX 분석을 행하였다. 그리고 Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM)을 이용하여 막의 표면구조를 관찰하였으며, UV-VIS 스펙트라 측정을 통하여 막의 두께와 반사 특성을 조사하였다.
Anti-reflection film was coated by using spherical silica nano colloids. Silica colloid sol was reserved between two inclined slide glasses by capillary force, and particles were convectively stacked to form a film onto the substrate as the water evaporates. As the sliding speed increased, the thickness of the film decreased and the wavelength at the maximum transmittance decreased. The microstructure observed by SEM showed that silica particles were nearly close packed, which enabled the calculation of the effective refractive index of the film. The film thickness was measured by proffer and calculated from the wavelength of maximum transmittance and the effective refractive index. The effective refractive index of the film could be controlled by a subtle controlling of the coating speed and by mixing two different sized silica particles. When the 100 nm and 50 m particles were mixed at 4:1-5:1 volume ratio, the maximum transmittance of $95.2\%$ for one-sided coating was obtained. This is the one that has increased by $3.8\%$ compared to bare glass substrate, and shows that $99.0\%$ of transmittance or $1.0\%$ of reflectance can be achieved by the simple process if both sides of the substrate are coated.
본 연구는 기존 차수 그라우팅공법에서 사용되는 규산질 물유리계(규산소다) 재료에 대해 환경성과 주입재 내구성 문제에 대한 문제점을 인식하여 이를 대체한 실리카졸(Silica-Sol)의 성능효과와 실리카졸을 사용한 공법의 현장 적용성을 분석함으로써 타공법 대비 효과를 비교 제시하였다. 환경성 내구성 평가와 관련 실내에서 주입재에 대한 어독성, 수중불분리 및 pH 농도 변화, 용출, 압축강도, 길이변화(수축량), 해수영향에 의한 약액 효능 분석 시험을 한 결과 실리카졸 공법은 물유리계인 LW 공법에 비해 압축강도는 약 1.3배 강하고 수축률은 3~8배 정도 적었으며, 토양오염에 영향을 줄 수 있는 유해성분(Cd, Cu, Hg, $Cr^{+6}$, 유기인)이 전혀 없는 것으로 나타났다. 특히 어독성의 경우 수조 내 물의 pH 농도 변화가 거의 없이 공시어 또한 모두 장시간 생존하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 해수 염분에 의한 약액의 강도, 내구성 저하가 없는 것으로 분석되었다. 현장시험에서는 주입실시공 후 표준관입시험, 공내재하(LLT), 전단시험(BST)을 통해 지반개량에 대한 강도 물성치 증가 및 현장투수시험을 통해 풍화토(토사)층의 투수계수가 $1{\times}10^{-5{\sim}-6}cm/sec$로 저하됨으로써 현장적용에 대한 공법 시공 효과를 관찰할 수 있었다.
The synthetic conditions and characteristics of ZSM-5 type zeolites (ZSM-5/silicalite) for the preparation of the zeolite composite membranes for gas separation were investigated. ZSM-5 zeolites could be synthesized by the hydrothermal treatment of the mixture of colloidal silica sol aluminum nitrate sodium hydroxide and TPABr at a temperature range of 150-17$0^{\circ}C$ in the autoclave. Silicalties were done from the solution of water glass water and TPABr. Their crystalline structures transformed from orthorhombic to monoclinic from and their pore structures of three-dimensional channels were opened as TPABr filling channels was burned off at the calcination temperature of 50$0^{\circ}C$. The specific surface area of the calcined zeolite was about 360 m3/g and its surface property was hydrophobic. Crystal sizes of ZSM-5 and silicalite were 0.5-1.0${\mu}{\textrm}{m}$ and 8-10${\mu}{\textrm}{m}$ respectively having no change due to the calcination. In particular the shape and the size of the ZSM-5 type zeolite were sensitively varied with silica sources and concentrations of reaction solutions/sols.
Sol-Gel 공정을 통해서 제조되는 유-무기 하이브리드 화합물들은 방청 코팅, 방빙 코팅(Anticing), 자가 세정 코팅, 반사 방지 코팅 등과 같은 기능성 코팅 재료로 널리 사용되어져 왔다. 특히 소수성 코팅 표면을 제조하기 위해서는 코팅표면의 표면에너지가 낮고 코팅 표면의 조도를 제어가 요구된다. 표면에너지와 표면 조도를 조절하는 전형적인 공정은 in-situ fabrication 공정, 'Pre-fluorinating/Post-roughening', 'Pre-roughening/ Post-fluorinating이다. 본 연구에서는 in-situ fabrication 공정인 Particle-Binder 공정을 이용해서 소수성 코팅표면을 제조하였다. 3관능기 유기실란화합물과 불소 함유 유기실란 화합물과의 가수분해 및 축합반응을 통해 제조된 불소함유 유-무기 하이브리드를 바인더로 사용하여서 무기물 나노입자와 혼합하여 소수성 코팅액을 제조하고 유리 기재 위에 스핀코팅 후 열건조하여서 코팅막을 제조하였다. 바인더인 유-무기 하이브리드 화합물의 불소 함유 실란화합물의 첨가량, 첨가순서, 무기물 나노입자 첨가량에 따른 코팅막의 물성 변화를 조사하였다. 분석결과 불소 함량이 10 wt%인 유-무기 하이브리드 화합물(GPTi-HF10)을 바인더로 사용하여서 제조된 코팅막이 가장 소수성이 우수하였으며 수접촉각은 (107.52 ± 1.6°), 이 바인더와 무기물 나노입자의 무게비가 1:3인 경우(GPTi-HF10-MS 3.0)에 가장 높은 수접촉각(130.84±1.99°)을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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