• 제목/요약/키워드: microstructure control of polymer

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폴리머 기판에 스퍼터법으로 경사 증착한 Cr박막의 특성 (Properties of Sputter Deposited Cr Thin Film on Polymer Substrate by Glancing Angle Deposition)

  • 배광진;최인균;정은욱;김동용;이태용;조영래
    • 한국재료학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.54-59
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    • 2015
  • Glancing angle deposition (GLAD) is a powerful technique to control the morphology and microstructure of thin film prepared by physical vapor deposition. Chromium (Cr) thin films were deposited on a polymer substrate by a sputtering technique using GLAD. The change in thickness and Vickers microhardness for the samples was observed with a change in the glancing angle. The adhesion properties of the critical load (Lc) by a scratch tester for the samples were also measured with varying the glancing angle. The critical load, thickness and Vickers microhardness for the samples decreased with an increase in the glancing angle. However, the thickness of the Cr thin film prepared at a $90^{\circ}$ glancing angle showed a relatively large value of 50 % compared to that of the sample prepared at $0^{\circ}$. The results of X-ray diffraction and scanning electron microscopy demonstrated that the effect of GLAD on the microstructure of samples prepared by sputter technique was not as remarkable as the samples prepared by evaporation technique. The relatively small change in thickness and microstructure of the Cr thin film is due to the superior step-coverage properties of the sputter technique.

Electroactive Polymer Composites as a Tactile Sensor for Biomedical Applications

  • Kim GeunHyung
    • Macromolecular Research
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    • 제12권6호
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    • pp.564-572
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    • 2004
  • Modem applications could benefit from multifunctional materials having anisotropic optical, electrical, thermal, or mechanical properties, especially when coupled with locally controlled distribution of the directional response. Such materials are difficult to engineer by conventional methods, but the electric field-aided technology presented herein is able to locally tailor electroactive composites. Applying an electric field to a polymer in its liquid state allows the orientation of chain- or fiber-like inclusions or phases from what was originally an isotropic material. Such composites can be formed from liquid solutions, melts, or mixtures of pre-polymers and cross-linking agents. Upon curing, a 'created composite' results; it consists of these 'pseudofibers' embedded in a matrix. One can also create oriented composites from embedded spheres, flakes, or fiber-like shapes in a liquid plastic. Orientation of the externally applied electric field defines the orientation of the field-aided self-assembled composites. The strength and duration of exposure of the electric field control the degree of anisotropy created. Results of electromechanical testing of these modified materials, which are relevant to sensing and actuation applications, are presented. The materials' micro/nanostructures were analyzed using microscopy and X-ray diffraction techniques.

Rapid Prototyping of Polymer Microfluidic Devices Using CAD/CAM Tools for Laser Micromachining

  • Iovenitti, Pio G.;Mutapcic, Emir;Hume, Richard;Hayes, Jason P.
    • International Journal of CAD/CAM
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    • 제6권1호
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    • pp.183-192
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    • 2006
  • A CAD/CAM system has been developed for rapid prototyping (RP) of microfluidic devices based on excimer laser micromachining. The system comprises of two complementary softwares. One, the CAM tool, creates part programs from CAD models. The other, the Simulator Tool, uses a part program to generate the laser tool path and the 2D and 3D graphical representation of the machined microstructure. The CAM tool's algorithms use the 3D geometry of a microstructure, defined as an STL file exported from a CAD system, and process parameters (laser fluence, pulse repetition frequency, number of shots per area, wall angle), to automatically generate Numerical Control (NC) part programs for the machine controller. The performance of the system has been verified and demonstrated by machining a particle transportation device. The CAM tool simplifies part programming and replaces the tedious trial-and-error approach to creating programs. The simulator tool accepts manual or computer generated part programs, and displays the tool path and the machined structure. This enables error checking and editing of the program before machining, and development of programs for complex microstructures. Combined, the tools provide a user-friendly CAD/CAM system environment for rapid prototyping of microfluidic devices.

Polymerizations of Propylene with Unsymmetrical ($\alpha$-Diimine)nickel(II) Catalysts

  • Jeon Man-Seong;Han Chul-Jong;Kim Sang-Youl
    • Macromolecular Research
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    • 제14권3호
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    • pp.306-311
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    • 2006
  • New unsymmetrical ($\alpha$-Diimine)nickel(II) catalysts having different pendent groups at the ortho positions on aromatic rings were synthesized and subjected to propylene polymerizations with MAO (methylaluminoxane). Structural analyses of the resulting polypropylenes by $^1H\;and\;^{13}C\;NMR$ showed that the ortho substituents on aromatic rings of ($\alpha$-diimine)nickel(II) catalyst affected significantly the polypropylene microstructure. While $C_s$ symmetric catalyst afforded a syndiotactic polypropylene (rr triad content=66%) due to the syndiospecific chain end control, $C_1$ symmetric catalysts produced much less stereoregular polypropylenes (rr triads content <50%), presumably because of collision of the isospecific site control with the syndiospecific chain end control.

이핵 CGC의 구조적인 특성과 에틸렌/1-헥센의 공중합 거동과의 관계 (Relation of Structural Features of Dinuclear Constrained Geometry Catalysts with Copolymerization Properties of Ethylene and 1-Hexene)

  • 까오환투이미;웽티레녕;웬티레탄;노석균
    • 폴리머
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    • 제35권6호
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    • pp.505-512
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    • 2011
  • Para-xylene의 기본 구조로 연결된 4개의 이핵 CGC를 활용하여 에틸렌과 1-헥센의 공중합특성을 조사하여 중합촉매의 구조적인 특징이 중합에 미치는 영향을 조사하였다. 4가지의 이핵 constrained geometry catalyst(CGC) 중에서 3가지는 모두 para-xylene 다리로 연결되어 있으나 벤젠고리 부분에 각각 다른 치환체가 결합된 것으로서 치환체는 수소(Catalyst 1), isopropyl(Catalyst 2), n-hexyl(Cataylst 3)이고, n-octyl(Catalyst 4)인 화합물이었다. 이핵 메탈로센 4가지와 Dow 촉매를 사용하여 에틸렌과 1-헥센을 공중합시켜 다른 치환체를 가진 다리리간드의 구조적인 특성변화가 촉매의 중합특성과 이로부터 생성되는 공중합체의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과 다리리간드의 특성에 따라 분명한 경향성과 차이점이 발견되었다. 중합활성은 치환체의 크기가 가장 작은 수소에서 가장 높았으며, isopropyl에서 가장 낮았으며 그 차이는 최대 3배 이상이었다. 반면 분자량은 치환체가 isopropyl인 촉매에서 생성된 공중합체가 가장 컸고, n-hexyl과 1-octyl 치환체 화합물에서 가장 작은 분자량의 공중합체가 생성되었으며 그 차이는 6배에 달하였다. 이핵 CGC의 공중합 특성은 치환체가 긴 알킬기인 n-hexyl 및 1-octyl 화합물이 가장 우수하여 동일한 조건에서 1-헥센을 가장 많이 함유하여 40% 이상의 1-헥센을 포함하는 에틸렌 공중합체를 제조할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 촉매구조 변화에 의한 고분자 미세구조 조절이라는 고분자 합성의 가장 어려운 부분이 xylene 다리를 가진 이핵 CGC의 치환체를 조절함으로써 가능함을 보여주는 결과이다.

전기방사법에 의한 NiZn 페라이트 나노섬유의 제조 및 특성 연구 (Preparation and Characterization of NiZn-Ferrite Nanofibers Fabricated by Electrospinning Process)

  • 주용휘;남중희;조정호;전명표;김병익;고태경
    • 한국세라믹학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.74-80
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    • 2009
  • Electrospinning process is the useful and unique method to produce nanofibers from metal precursor and polymer solution by controlled viscosity. In this study, the NiZn ferrite nanofibers were prepared by electrospinning with a aqueous metal salts/polymer solution that contained polyvinyl pyrrolidone and Fe (III) chloride, Ni (II) acetate tetrahydrate and zinc acetate dihydrate in N,N-dimethylformamide. The applied electric field and spurting rate for spinning conditions were 10 kV, 2 ml/h, respectively. The obtained fibers were treated at $250^{\circ}C$ for 1 h to remove the polymer. Finally, the NiZn ferrite fibers were calcined at $600^{\circ}C$ for 3 h and annealed at $900{\sim}1200^{\circ}C$ in air. By tuning the viscosity of batch solution before electrospinning, we were able to control the microstructure of NiZn ferrite fiber in the range of $150{\sim}500\;nm$ at 770 cP. The primary particle size in $600^{\circ}C$ calcined ferrite fiber was about 10 nm. The properties of those NiZn ferrite fibers were determined from X-ray diffraction analysis, electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, thermal analysis, and magnetic measurement.

양이온 중합을 이용한 폴리알파올레핀의 미세구조 조절에 관한 연구 (A Study on the Control of Microstructures of Polyalphaolefins via Cationic Polymerization)

  • 고영수;권완섭;노명한;임진형
    • 폴리머
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    • 제39권2호
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    • pp.346-352
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    • 2015
  • 폴리알파올레핀(PAO)은 유동점, 점도지수, 열/산화 안정성이 광유 기반의 윤활유보다 우수한 합성 윤활유이다. 본 연구에서는 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 및 1-도데센을 단량체로 사용하고 세가지 종류의 알루미늄계 루이스 산촉매로 양이온 중합을 수행하여 다양한 PAO를 합성하였다. PAO 중합 성능과 제조된 PAO의 분자량, 동점도, 유동점과 점도지수를 다양한 중합 조건에서 조절할 수 있었다. 알킬 알루미늄 할라이드계 촉매가 기존의 $AlCl_3$계 촉매에 비하여 촉매 성능이 우수하였다. PAO의 미세구조를 비행-시간형 질량분석기(TOF-MS) 해석을 통하여 PAO의 미세구조와 윤활유로의 성능(점도지수, 유동점)과의 상관관계를 규명하였다. 특히, PAO의 점도지수는 알파 올레핀의 탄소수 증가에 따라 상승하여, PAO의 분지길이가 점도지수와 밀접한 상관관계가 있음을 확인하였다.

초고온복합소재용 프리세라믹폴리머 합성 및 응용기술 (Preceramic Polymer Technology for High Temperature Ceramic Composite and its Application)

  • 이윤주;김영희;배성군;이현명;조광연;권우택;김수룡;류도형;신동근
    • Composites Research
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    • 제30권2호
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    • pp.102-107
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    • 2017
  • 프리세라믹폴리머는 기존의 세라믹 공정으로는 얻을 수 없는 다양하고 복잡한 구조의 세라믹 소재를 구현할 수 있다. 대표적인 프리세라믹폴리머인 폴리카보실란은 분자구조 제어를 통해 실리콘과 탄소의 함량비 조절이나 분자구조의 선형성을 향상시키고 분자량 및 분자량분포 제어를 통해 탄화규소섬유를 포함한 다앙한 형상/미세구조의 탄화규소 세라믹을 제조할 수 있다. 본 논문에서는 폴리카보실란의 합성 및 분자구조제어기술과 이를 용융방사 및 안정화, 열처리를 거쳐 제조되는 탄화규소섬유섬유, 그리고 PIP 공정으로 만들어지는 세라믹섬유복합소재 기술에 대하여 논하였다. 더불어 나노다공구조를 갖는 탄화규소 중공사와 같이 폴리카보실란을 이용해 구현할 수 있는 복잡구조의 탄화규소 소재 개발 예를 소개하였다.

다리리간드의 구조가 이핵 CGC의 중합 특성과 생성된 에틸렌/스티렌 공중합체에 미치는 영향 (Effects of Structure of the Bridge on Polymerization Behavior of Dinuclear Constrained Geometry Catalysts and Properties of Ethylene-Styrene Copolymers)

  • 팜나탄;뉴옌티듀휴옌;웽티레탄;노석균
    • 폴리머
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    • 제35권1호
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    • pp.77-86
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    • 2011
  • 굳은 특성을 가진 다리로 연결된 이핵 CGC 6개의 공중합특성을 조사하였다. 6개의 화합물 중에서 3개는 길이가 다른 para-phenyl (Catalyst 1), para-xylyl (Cata1yst 2), para-diethylene phenyl (Catalyst 6) 다리를 가진 화합물이며, 나머지 3개는 다리리간드는 para-xylyl 다리 기본구조를 가졌으나 치환체가 isopropyl (Catalyst 3), n-hexyl (Cataylst 4), n-octyl (Catalyst 5)인 화합물이었다. 이핵메탈로센 6가지와 Dow 촉매를 사용하여 에틸렌과 스티렌을 공중합시켜 다리리간드의 특성변화가 촉매의 중합특성과 이로부터 생성되는 공중합체의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과 다리리간드의 길이가 증가함에 따라 촉매의 중합활성이 4배까지 향상되었으며 이로부터 생성되는 공중합체의 분자량도 증가하였다. 또한 para-xylyl 리간드의 치환체가 isopropyl에서 n-hexyl 및 n-octyl로 변함에 따라 중합활성은 증가하였으나 이로부터 생성되는 분자량은 감소하였다. 본 연구 결과는 촉매구조 변화에 의한 고분자 미세구조 조절이라는 고분자 합성의 가장 어려운 부분이 이핵메탈로센을 활용하여 어느 정도 현실화될 수 있음을 보여주는 결과이다.