• Advances in nano research
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• 제12권1호
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• pp.49-63
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• 2022

Nanocatalysts are usually used in the synthesis of petrochemical products, fine chemicals, biofuel production, and automotive exhaust catalysis. Due to high activity and stability, recyclability, and cost-effectiveness, nanocatalysts are a key area in green chemistry. On the other hand, water as a common by-product or undesired element in a range of nanocatalyzed processes may be promoting the deactivation of catalytic systems. The advancement in the field of hydrophobicity in nanocatalysis could relatively solves these problems and improves the efficiency and recyclability of nanocatalysts. Some recent developments in the synthesis of novel nanocatalysts with tunable hydrophilic-hydrophobic character have been reviewed in this article and followed by highlighting their use in catalyzing several processes such as glycerolysis, Fenton, oxidation, reduction, ketalization, and hydrodesulfurization. Zeolites, carbon materials, modified silicas, surfactant-ligands, and polymers are the basic components in the controlling hydrophobicity of new nanocatalysts. Various characterization methods such as N2 adsorption-desorption, scanning and transmission electron microscopy, and contact angle measurement are critical in the understanding of hydrophobicity of materials. Also, in this review, it has been shown that how the hydrophobicity of nanocatalyst is affected by its structure, textural properties, and surface acidity, and discuss the important factors in designing catalysts with high efficiency and recyclability. It is useful for chemists and chemical engineers who are concerned with designing novel types of nanocatalysts with high activity and recyclability for environmentally friendly applications.

• 폴리머
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• 제29권2호
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• pp.183-189
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• 2005

폴리(비닐 알코올)/키토산 블렌드와 블렌드 수화젤 필름을 용액캐스팅 방법으로 제조하였다. 블렌드와 블렌드 수화젤의 상용성에 대해서 전 조성 비율에 걸쳐서 DSC, TGA및 DMA를 이용하여 조사를 하였다. DSC 분석에 따르면 키토산의 비율이 증가하면 블렌드내에서 폴리(비닐 알코올)의 용융점 감소와 결정화온도의 저하가 관측되었다. TGA분석 결과, 키토산은 폴리(비닐 알코올) 보다 열적으로 더 안정하며, 블렌드내에서의 폴리(비닐 알코올)의 열안정성은 단독폴리(비닐 알코올)의 열안정성과 비교하여 더 안정하였는데 이것은 블렌드의 구성고분자 사이에 상호작용이 존재함을 가리킨다. DMA분석으로 키토산과 폴리(비닐 알코올)의 유리전이온도$(T_g)$를 측정하였는데, 각각 160과 $90^{\circ}C$에서 나타났으며, 블렌드의 $T_g$는 블렌드에서 키토산의 함량에 따라서 변화하였다. 블렌드의 열적 및 점탄성의 분석결과는 키토산과 폴리(비닐 알코올)사이에 상용성이 있음을 나타내고 있다. 고분자내에 수분과 화학가교는 친수성 고분자의 열적 및 물리적 특성에 크게 영향을 미치는데, 폴리(비닐 알코올)/키토산 블렌드의 상용성에 약간의 영향을 미쳤다.

• 한국진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.221-228
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• 1998

금속과 고분자 사이에 접착력을 향상시키기 위하여 이온 보조 반응법을 이용하여 고분자의 표면을 친수성으로 처리하였다. 이온 보조 반응법은 기존의 이온빔을 이용한 고분 자 개질 방법과는 달리 이온조사시 시료 표면에 반응성 가스를 흘려줌으로써 반응성 가스와 고분자 표면에 반응이 일어나게 하여 새로운 기능성 그룹을 형성하는 방법이다. 이온보조 반응법에서는 이온의 양은 $5\times 10^{14}$에서 $1\times 10^{17}\textrm{ions/cm}^2$까지 변화시켰고 반응성 가스의 양은 0에서 8sccm까지 변화시켰으며 이온의 에너지는 0.3keV에서 1.2keV까지 변화시켰다. 이온 보조 반응법을 이용하여 처리한 고분자의 경우 접촉각은 단순히 Ar+이온만을 이용하여 처 리한 경우 $40^{\circ}$근처의 값을 나타내었다. 그러나, 반응성 가스인 산소를 표면에 주입하여 주 었을 경우 접촉각은 20도 미만의 값을 나타내었다. 그리고 이때의 표면에너지는 ~ 70dyne/cm2까지 증가하였다. 그러나 테프론(polytetraflouroethylene: PTFE)의 경우 이온의 양이 증가하면 원래의 접촉각 보다도 큰 값을 나타내었다. 이렇게 처리된 고분자 위에 금속 을 증착 시켰을 때 금속과 고분자사이에 접착력을 조사하여 본 결과 처리하지 않은 시료의 경우 증착한 박막이 벗겨져 나가는데 반하여 이온 보조 반응법에 의하여 처리된 고분자 표 면에 증착된 금속막은 떨어져 나가지 않음을 관찰 할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.394-402
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• 2015

폴리아크릴로니트릴(PAN) 필름에 히드록실아민(HA)을 반응시켜 히드록시기와 아민기를 생성시키고, 히드라진으로 처리하여 가교결합을 도입시키는 방법을 검토하였다. HA와 히드라진을 각각 처리하거나 2단계 또는 동시 처리하여 개질시킨 PAN 시료들의 반응도, 물 및 N,N'-디메틸포름아미드(DMF) 팽윤도, FTIR 스펙트럼, 원소함량, 열분석 결과들을 분석하여 효율적으로 기능기와 가교결합을 도입시키는 방법을 제시하였다. PAN 필름은 HA와의 반응에 의해 기능기가 도입되고 친수성이 향상되지만 형태안정성이 감소하며, 히드라진 처리에 의해 DMF 팽윤도가 감소한다. 히드라진 및 HA를 2단계로 처리하면 형태안정성은 향상되지만 기능기 도입이 어려워지고, 히드라진과 HA를 동시에 처리하면 형태안정성과 친수성을 효율적으로 향상시킬 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1800-1808
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• 2013

Dual-responsive amphiphilic block copolymers were synthesized by combining enzymatic ring-opening polymerization (eROP) of ${\varepsilon}$-caprolactone (CL) and ATRP of N,N-dimethylamino-2-ethyl methacrylate (DMAEMA). The obtained block copolymers were characterized by gel permeation chromatography (GPC), $^1H$ NMR and FTIR-IR. The critical micelle concentration (CMC) of copolymer was determined by fluorescence spectra, it can be found that with hydrophilic block (PDMAEMA) increasing, CMC value of the polymer sample increased accordingly, and the CMC value was 0.012 mg/mL, 0.025 mg/mL and 0.037 mg/mL for $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{68}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{89}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{112}$, $PCL_{50}$-b-$PDMAEMA_{89}$ was chosen as drug carrier to study in vitro release profile of anti-cancer drug (taxol). The temperature and pH dependence of the values of hydrodynamic diameter (Dh) of micelles, and self-assembly of the resulting block copolymers in water were evaluated by dynamic light scattering (DLS). The result showed that with the temperature increasing and pH decreasing, the Dh decreased. Drug-loaded nanoparticles were fabricated using paclitaxel as model. Transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM) had been explored to study the morphology of the hollow micelles and the nanoparticles, revealing well-dispersed spheres with the average diameters both around 80 nm. In vitro release kinetics of paclitaxel from the nanoparticles was also investigated in different conditions (pH and temperature, etc.), revealing that the drug release was triggered by temperature changes upon the lower critical solution temperature (LCST) at pH 7.4, and at $37^{\circ}C$ by an increase of pH.

• 대한전자공학회논문지TE
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• 제39권3호
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• pp.8-14
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• 2002

본 연구는 고분자 재료의 표면열화 발생 및 진행경로를 해석하기 위한 일환으로 열, 자외선 및 방전에 의한 열화를 각각 임의로 모의하여 접촉각 특성을 측정하여 열화 발생메커니즘을 해석하였으며, 특히 기존의 열화 연구와 달리 화학적 측면과 정전적 측면을 연계시킨 상관적 특성분석을 수행하였다. 표면활성화 상태를 측정한 접촉각 변화에 있어서, 일반적인 고분자의 표면은 73$^{\circ}$~91$^{\circ}$의 약소수성을 나타낸다. 그러나, 방전처리 및 350 nm 이하의 자외선 파장에 노출된 표면은 13.8$^{\circ}$ 및 20$^{\circ}$로 급격한 친수화를 나타내었고, 열처리 및 430~500nm 파장의 가시광 파장에 노출된 표면은 90$^{\circ}$와 80.1$^{\circ}$의 최대 접촉각 상승을 보이며 소수화를 나타냈다.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.599-602
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• 2001

전도성 고분자인 poupyrrole과 polyaniline을 이용하여 센서를 제조하고 휘발성 유기화합물에 대한감응특성 및 감지막의 물성을 조사하여 지금까지 알려지지 않은 감응 기구를 설명하고자 하였다. Polypyrrole과 polyaniline은 두께가 얇은 경우가 두꺼운 경우보다 감도가 높았으며, 1분간 도펀트를 제거한 센서가 가장 높은 감도를 나타내었다. 또한 두 가지 센서 모두 극성이 강한 분자가 흡착될수록 감도가 증가하였는데, 이는 극성을 갖는 분자가 감지막 내부로 침투하여 polaron 및 자유 carrier를 고착시키거나 추가의 자유 carrier를 형성하여 전도도에 변화를 주기 때문인 것으로 판단된다.

• 폴리머
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• 제29권2호
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• pp.172-176
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• 2005

불소의 함량이 $62\%$인 불소화된 폴리올($Fluorolink^{(R)}$:평균분자량 1000)을 이용하여 환경친화적인 불소함유 수분산 폴리우레탄을 합성하였다. 사용된 diisocyanate는 isophorone diisocyanate(IPDI)였으며, 폴리우레탄 내 불소의 함량 조절을 위해 폴리올은 poly(tetramethylene glycol)(PTMGG2000)과 $Fluorolink^{(R)}$을 정해진 비율로 조절하였고 친수성 음이온기의 도입을 위해 dimethanol propionic acid(DMPA)를 사용하였다. 이온성 작용기는 수분산 전에 triethyl mine(TEA)으로 중화하여 생성하였으며, 최종적으로 ethylene diamine(EDA)을 이용하여 사슬연장하였다. 기계적 물성을 측정한 결과 불소의 함량이 증가함에 따라 탄성률은 증가하였으나, 파괴 변형률은 감소하는 것을 알 수 있었다. 접촉각으로부터 얻은 표면에너지 값은 불소함량에 따라 감소하였으나 $Fluorolink^{(R)}$가 $20\%$ 이상에서는 큰 변화가 없어 소량의 $Fluorolink^{(R)}$ 만으로도 불소함유의 충분한 효과를 얻을 것으로 예상된다. 또한 열적 성질을 알아본 결과, $Fluorolink^{(R)}$의 함량이 증가할수록 $T_g$와 열분해온도가 낮아졌는데 이것은 soft segment를 구성하는 $Fluorolink^{(R)}$의 $T_g$와 분해온도가 PTMG 2000보다 낮기 때문에 나타나는 현상으로 여겨진다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.413-422
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• 2015

연료전지는 수소와 산소를 연료로 하여 전기를 생산해 내는 장치로, 전기분해에 의해 음극에서 생성된 수소이온을 양극으로 전달할 수 있는 전해질을 필요로 한다. 전해질로써 Nafion과 같은 불소계 고체 고분자 막이 개발되어 왔으나, 고온에서의 수소이온 전도도 감소 및 높은 함수율에 따른 안정성 감소 등의 문제로 인해 새로운 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발을 필요로 하였다. 본 연구에서는 술폰산기가 밀집된 구조를 갖는 단량체를 이용함으로써 높은 수소이온 전도도를 확보하고 이에 따른 고분자 막의 높은 함수율은 고분자 사슬 내에 나이트릴(CN) 작용기를 친수성 올리고머에 함께 도입함으로써 고분자 사슬간 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 극복할 수 있도록 하였다. 결과적으로 물리적 가교가 형성된 고분자 막들은 높은 함수율 대비 우수한 치수안정성을 나타내었으며, 모든 조성에서 Nafion-117 고분자막에 비해 낮은 IEC값을 가짐에도 불구하고 보다 높은 전도도를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.204-204
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• 1999

The plasma source ion implantation(PSII) technique which is a method using high negative voltage pulse in plasma system has the potential to change the surface properties of polymer. PSII technique increase the surface free energy by introducing polar functional groups on the surface so that it improves reactivity, hydrophilicity, adhension, biocompatability, etc. However, the mobility of polymer chains enables the modified surface layers to adapt their composition to interfacial force. This hydrophobic recovery interrupts the stability of modified surfaces to keep for the long time. In this study, poly(methyl methacrylate)(PMMA), poly(2-hydroxyethyl methacrylate)(PHEMA), and polu(2-hydroxypropyl methacylate)(PHPMA) for contact lens application, were modified to improve the wettability with PSII technique and were investigated the surface stabilities. Polymer film was prepared with solution casting(3 wt.% solution) and was annealed at 11$0^{\circ}C$ under vacuum oven to remove solvent completely and to eliminate physical ageing. The thickness of the film measured by scanning electron microscopy (SEM) and surface profilometer was about 10${\mu}{\textrm}{m}$. Polymers were treated with different kinds of gases, pulse frequency, pulse with, pulse voltage, and treatment time. Even though PMMA, PHEMA, and PHPMA have similar repeat unit structure, the optimal treatment conditions and the tendency to hydrophobic recovery were different. PHPMA, more hydrophilic polymer than PMMA and PHEMA showd better wettability and stability after mild treatment. Surface tensions were obtained by water and diiodomethane contact angle measurements to monitor the relation between hydrophobic recovery and polymer structure. Different ion species in plasma change the polar component and dispersion component of polymer surface. For better wettability surface, the increase of polar component was a dominant factor. We also characterized modified polymer surfaces using x-ray photoelectron spectroscopy(XPS), secondary ion mass spectrometry(SIMS), Fourier Transform infrared spectroscopy(FT-IR), and SEM.