본 연구에서는 역전기투석 응용을 위해 엔지니어링 고분자 기반의 이오노머와 다공성 폴리에틸렌 지지체를 사용한 세공충진 이온교환막을 제조하고 이를 결합한 이오노머-세공충진 복합막을 제조하였다. 이온전도도가 높은 이오노머와 우수한 기계적 강도를 가진 세공충진막을 결합함으로써 상용 이온교환막(AMX/CMX, Astom Corp., Japan) 대비 동등 수준의 전기화학적 특성 및 응용에 적합한 물리적 안정성을 확보할 수 있었다. 제조된 이오노머-세공충진 복합막을 이용하여 역전기투석 성능을 평가한 결과 상용막 대비 음이온 교환막의 경우 86.4%, 양이온 교환막은 104.8% 수준의 우수한 발전성능을 나타내었다.
괴상 중합과 현탁 중합 및 수산화나트륨을 이용한 중화를 통하여 제조된 poly(styrene-co-sodium methacrylate) 이오노머의 가소제로 스테아린산 아연을 첨가하여 열적 성질과 유변학적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 이오노머 중 스테아린산 아연은 이온기 함량에 따라 부분적으로 결정화가 억제됨이 관찰되었다. 이오노머 중 이온기들은 스테아린산 아연을 용해시키고 결정화를 억제하는 것으로 판단되었으며, 이온기 1몰이 0.4~0.6몰의 스테아린산 아연을 용해시키는 것으로 추정할 수 있었다. 용해된 형태의 스테아린산 아연만을 포함한 이오노머는 Cox-Merz 플롯에서 전형적인 균일계의 유변학적 거동을 보였다. 그러나 용해된 스테아린산 아연뿐 아니라 결정성 스테아린산 아연을 포함한 이오노머들은 Cox-Merz 플롯에서 불균일계의유변학적 거동을 보였다.
Kim, Jong-Hawk;Cho, Hyun-Nam;Kim, Seong-Hun;Kim, Jun-Young
Macromolecular Research
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제12권1호
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pp.53-62
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2004
We have prepared polymer composites of low-density polyethylene (LDPE) and ionomers (Surlyn 8940) containing polar segments and metal ions by melt blending with carbon black (CB) as a conductive filler. The resistivity and positive temperature coefficient (PTC) of the ionomer/LDPE/CB composites were investigated with respect to the CB content. The ionomer content has an effect on the resistivity and percolation threshold of the polymer composites; the percolation curve exhibits a plateau at low CB content. The PTC intensity of the crosslinked ionomer/LDPE/CB composite decreased slightly at low ionomer content, and increased significantly above a critical concentration of the ionomer. Irradiation-induced crosslinking could increase the PTC intensity and decrease the NTC effect of the polymer composites. The minimum switching current (Ι$\sub$trip/) of the polymer composites decreased with temperature; the ratio of Ι$\sub$trip/ for the ionomer/LDPE/CB composite decreased to a greater extent than that of the LDPE/CB composite. The average temperature coefficient of resistance (${\alpha}$$\sub$T/) for the polymer composites increased in the low-temperature region.
원자 이동 라디칼 중합 (ATRP)을 이용하여 CuBr/N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylene triamine 촉매 시스템하에서 용액중합으로 polystyrene 거대 개시제와 polystyrene-b-t-poly(butyl acrylate) (PS-b-P(tBA)) 블록 공중합체를 합성한 후, 가수분해를 통해 polystrene-b-poly(acrylic acid) 양친매성 블록 공중합체를 얻었다. 또한, 이를 중화하여 블록 이오노머를 제조하였다. 합청된 PS-b-P(tBA) 블록 공중합체는 분자량이 5000-10000 정도로 조절되었고, 분자량 분포도 1.2 이하로 비교적 좁게 나타났다. 공중합체는 $^1$H-NMR, FT-IR로 분석하였으며, DSC로 열적 성질을 측정한 결과, styrene의 비율이 더 많기 때문에 100 $^{\circ}C$ 근처에서 T$_{g}$가 나타났으며, TEM을 통해 이온 그룹의 상분리를 확인하였다.분리를 확인하였다.
Polycarbonate (PC)/sulfonated polystyrene (SPS) ionomer/organoclay nanocomposites were prepared by a solution intercalation process using the SPS ionomer as a compatibilizer. The effect of an organoclay on the melt crystallization behavior of the ionomer compatibilized PC were examined by differential scanning calorimetry (DSC). The melt crystallization behavior of PC was dependent on the extent of organoclay dispersion. The effect of the ionomer loading and cation size on intercalation/exfoliation efficiency of the organoclay in PC/SPS ionomer matrix was also studied using wide angle X-ray diffraction (WAXD) and transmission electron microscopy (TEM). Dispersion of the organically modified clay in the polymer matrix improved with increasing ionomer compatibilizer loadings and cation size. The SPS ionomer compatibilized PC/organoclay nanocomposite showed enhanced melt crystallization compared to the SPS ionomer/PC blend. Well dispersed organoclay nanocomposites showed better crystallization than the poorly dispersed clay nanocomposites. These nanocomposites also showed better thermal stability than the SPS ionomer/PC blend.
폴리비닐페놀 (PVPh)을 LiOH로 중화시켜 중화도가 다른 여러 종류의 PVPh 이오노머 (PVPh-Li)를 제조하였다. 중화도에 따른 PVPh-Li의 $T_{g}$ 변화를 DSC로 측정한 결과 Li mol% 당 3.$8^{\circ}C$의 $T_{g}$ 증가가 관찰되었으며 유사한 구조를 지닌 poly(styrene-co-hydroxy styrene)의 3.$2^{\circ}C$ 증가에 비해 높은 수치이다. 이는 중화되지 않은 -OH가 -OLi와 강한 상호작용을 하기 때문인 것으로 생각되며, 이러한 상호작용으로 인해 -OLi 끼리의 클러스터 형성이 어려워져 소각X선산란 실험에서도 뚜렷한 피크가 관찰되지 않았다. 제조된 PVPh-Li를 PVPh와 블렌드시 50/50 조성의 경우 중화도가 10 mo1%인 PVPh-Li와 혼합되어도 상분리를 관찰할 수 없었으나, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA)와 블렌드시 중화도가 5 mol%인 PVPh-Li가 혼합되면 거대 상분리를 관찰할 수 있었다. 이로부터 수소결합으로 인해 혼화성이 있는 블렌드라 하더라도 한 성분을 이오노머를 변환할 경우 새로운 강한 분자간 이온-다이폴 상호작용이 생성되지 않는 한, 아주 낮은 정도만 이오노머로 변환되어도 혼화성이 급격히 감소해 상분리가 관찰됨을 알 수 있었다.
The objective of this investigation was to compare the effects of water storage on the aspect of hardness and diametral tensile strengths of four hybrid glass ionomer cements(two compomers and two resin-reinforced glass ionomers) with a resin composite material. One composite resin(Degufill Ultra), two compomers(Dyract, Compoglass Cavifil), and two resin-reinforced glass ionomers(Fuji Duet, Vitremer) were used in this study. Cylindrical specimens were prepared and stored at $36{\pm}1^{\circ}C$ in distilled water for 10 minutes after set, and then tested on an Instron testing machine(No.4467) at 1.0 mm/min displacement rate. Vicker's hardness and diametral tensile strengths as time elapsed were measured after aging in water for 10 minutes, 1 hour, 3 hours, 1 day, 3 days, 5 days and 7 days at $36{\pm}1^{\circ}C$. During the test of diametral tensile strength, stress-strain curves were obtained, from which the compressive modulus were calculated and compared. The structure of four set glass ionomer cement mass was observed on SEM(Hitachi, S-2300) after being etched with 9.6% hydrofluoric acid for 1 minute. The results were as follows; 1. The hardness of the experimental group(compomer and the resin reinforced glass ionomer cement) did not exceed the value of control group(Degufill Ultra). 2. Vicker's hardness of the Fuji Duet tended to increase succeedingly, Dyract was decreased after 3 hours in water, and Vitremer was the lowest. 3. The control group(Degufill Ultra) presented progressively on increased diametral tensile strength with time, Fuji Duet were decreased after 3 days, Compoglass Cavifil and Vitremer were decreased after 5 days in water storage. 4. Compressive modulus of the control group(Degufill Ultra) and Dyract were increased sharply timely, Fuji Duet and Vitremer were increased smoothly by lapse of time in water. Fuji Duet were stronger than Vitremer. On the other hand, Vitremer exhibited the lowest toughness. 5. The microstructure of compomer was similar with that of the composite resin(Degufill Ultra), and the fillers in resin-reinforced glass ionomer cements were noticed. It can be concluded that mechanical properties of hybrid glass ionomer cements is weaker than composite resin, and that the compomers or the resin-reinforced glass ionomers can not substitute the composite resins. A plenty of considerations should be done on the application of them to the area under the loading and high wear has a little adverse effect on the mechanical properties on the water storage for 7 days. The further research should be needed to confirm the advantage of the compomer.
이 연구의 목적은 고점도 글라스아이오노머와 레진 강화형 글라스아이오노머의 시간에 따른 불소 유리량, 미세경도, 용해도를 측정하고 비교하는 것이다. 고점도 글라스아이오노머인 Fuji IX GP EXTRA, Fuji IX GP, 레진 강화형 글라스아이오노머인 Fuji II LC를 실험군으로, Filtek$^{TM}$ Z350XT을 대조군으로 설정하였으며 탈이온수에 보관한 후 84일간 불소 유리량, 미세경도, 용해도를 측정하였다. 불소 유리량의 측정 결과 모든 글라스아이오노머는 1일에 불소 유리량이 가장 높았으며 서서히 감소하였다. 불소 유리량과 누적량은 Fuji IX GP EXTRA가 가장 높았으며 Fuji IX GP와 Fuji II LC는 유의한 차이를 보이지 않았다. 미세경도 측정 결과 모든 실험군에서 수분 노출 1일 후 측정에서 미세경도의 감소를 보였으며 84일 후 미세경도는 Fuji IX GP EXTRA와 Fuji IX GP가 유의한 차이를 보이지 않았고 Fuji II LC이 가장 낮았다. 용해도 측정에서 Fuji IX GP EXTRA, Fuji IX GP, Fuji II LC은 21일까지 급격히 증가하였으며 21일 이후에는 세 군이 유의한 차이를 보이지 않았다. 결과적으로 단기간의 불소 유리는 용해도와 미세경도에 영향을 미치지만 장기간의 불소 유리는 물성과 상관관계를 가지지 않았다. 이 연구를 통하여 여러 가지 글라스아이오노머의 불소 유리량, 미세경도, 용해도를 평가하였으며 이러한 특성을 임상적으로 적용 할 수 있을 것이다.
최근에 알칼리막연료전지의 막전극접합체에서 이오노머에 의한 촉매 피독에 대한 연구 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해서 전극 제조 시에 사용되는 유기용매의 성분을 조절하여 막전극접합체의 성능을 향상시키고자 하였다. Fuma-Tech사의 상용 이오노머를 사용하여 N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP)와 Ethylene glycol (EG)를 이용한 4가지의 혼합용매를 제조하였다. 혼합용액을 이용하여 제조된 캐소드 전극은 NMP기반의 상용 이오노머에 비해서 약 36%의 향상된 분극성능을 나타내었다. 이것은 용매의 종류에 따른 이오노머의 분산성 차이에 따른 결과로 추측되며 비균일성 분포의 이오노머가 전극의 성능을 향상시키는 것으로 관찰되었다. 이에 관한 원인분석을 위해서 막전극 접합체의 고주파 저항, 내부저항 보정 분극곡선, Tafel 기울기, Mass activity 및 임피던스 분광법을 사용하여 특성 분석을 실시하였다. 이오노머의 비용매의 비율 증가에 따라서 캐소드 전극 성능이 개선되는 것을 확인하였고, 이것은 이오노머의 입도 분포에 따라서 촉매의 피독이 감소되는 결과로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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