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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 민병길
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 금오공과대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수17
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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본 연구의 첫 번째 목적은 바이오매스 기반 폴리우레탄(Bio-PU) 멤브레인 필름의 투습성(WVTR)을 향상시키는 것으로, 이는 투습 방수 소재에 적용하기 위한 무공형 멤브레인 필름에 필수적이다. 따라서 Bio-PU를 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 블렌드하였다. 친수성 향상 첨가제로 상이한 분자량(10,000 및 20,000)의 PEG를 사용하였다. Bio-PU는 4,4’-디페닐렌메탄 디이소시아네이트(MDI)를 하드 세그먼트로 첨가하고 피마자유의 사슬 연장제로 1,3-프로판디올을 첨가하여 합성하였으며, 투습 방수 멤브레인 필름에 충분한 친수성을 가지지 못하였다. Bio-PU 멤브레인 필름과 친수성 PEG와의 블렌드 효과를 필름의 표면 에너지 및 WVTR을 측정하여 투습성에 미치는 효과를 분석하였다. PEG로 블렌드한 후 무공형 Bio-PU 멤브레인 필름의 친수성을 현저히 향상시키는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 분자량 20,000이 분자량 10,000보다 효과적이었다. Bio-PU 필름의 WVTR은 분자량 20,000이 9 wt% 블렌드 되었을 시, 약 88.0 % 이상 향상될 수 있음을 확인하였다. 그러나 블렌드 필름에 대하여 물속에서 리칭(leaching) 테스트를 진행한 결과, 수용성인 PEG가 용출됨으로 투습도가 현저히 감소하였다. 이러한 이유로 분자량 20,000이 9 wt% 블렌드된 필름에 대하여 가교제(coss-linker)로 에폭시와 MDI를 각각 1 wt% 첨가하였을 시에 PEG의 고정화도가, 가교제를 넣지 않았을 시에 14.3 %에서 각각 38.2 %, 62.5 %로 향상되는 결과를 얻었다. 이에 따라 물속에서 리칭 후의 투습도도 가교제를 첨가하지 않았을 때에 비하여 크게 향상되는 결과를 나타내었다.
본 연구의 두 번째 목적은 Bio-PU 멤브레인 필름에 제전성을 부여하는 것으로, 이는 IT 산업 작업복용 투습 방수 소재에 적용하기 위한 무공형 필름에 필수적이다. 따라서 Bio-PU에 카본 블랙(CB)과 탄소나노튜브(CNT)를 복합하였다. Bio-PU 멤브레인 필름과 CB와 CNT를 각각 또는 함께 복합해 필름의 표면 저항을 측정하여 제전성에 미치는 효과를 분석하였다. Bio-PU/CB5 필름의 표면 저항은 0.3 wt%의 CNT를 첨가함으로 10^12 Ω/sq에서 10^7 Ω/sq로 현저히 감소하였다. 따라서 CB와 CNT를 함께 하이브리드시킨 Bio-PU 멤브레인 필름은 최소 임계 함량을 저하시킴으로 상승효과(synergy effect)를 나타냄을 확인하였다.
본 연구의 두 번째 목적은 Bio-PU 멤브레인 필름에 제전성을 부여하는 것으로, 이는 IT 산업 작업복용 투습 방수 소재에 적용하기 위한 무공형 필름에 필수적이다. 따라서 Bio-PU에 카본 블랙(CB)과 탄소나노튜브(CNT)를 복합하였다. Bio-PU 멤브레인 필름과 CB와 CNT를 각각 또는 함께 복합해 필름의 표면 저항을 측정하여 제전성에 미치는 효과를 분석하였다. Bio-PU/CB5 필름의 표면 저항은 0.3 wt%의 CNT를 첨가함으로 10^12 Ω/sq에서 10^7 Ω/sq로 현저히 감소하였다. 따라서 CB와 CNT를 함께 하이브리드시킨 Bio-PU 멤브레인 필름은 최소 임계 함량을 저하시킴으로 상승효과(synergy effect)를 나타냄을 확인하였다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 이론적 배경 32.1 바이오 플라스틱 32.1.1 바이오 플라스틱의 정의와 의미 32.1.2 바이오 플라스틱의 종류 32.1.3 바이오 폴리우레탄 (Bio-PU) 52.2 폴리우레탄 투습 방수용 멤브레인 필름 82.2.1 투습 방수용 멤브레인 필름의 정의 및 원리 82.2.2 투습 방수용 멤브레인 필름의 종류 102.2.3 폴리우레탄 멤브레인 필름의 제조 112.3 폴리우레탄 멤브레인 필름의 표면 특성 142.3.1 재료의 표면에너지 142.3.2 표면에너지 분석 162.3.3 투습 방수용 멤브레인 필름의 표면 요구 특성 182.3.4 바이오 폴리우레탄 멤브레인 필름의 친수성 182.4 고분자 블렌드 192.5 탄소계 도전성 필러 232.6 탄소계 도전성 필러를 복합한 도전성 플라스틱 252.7 폴리우레탄 소재의 제전성 27제 3 장 실 험 303.1 시료 및 시약 303.2 피마자유 기반 Bio-PU 합성 및 특성 분석 313.3 Bio-PU/PEG 블렌드 필름의 제조 333.4 Bio-PU/PEG 블렌드 필름의 고정화 333.5 Bio-PU/(탄소계 나노필러) 복합 필름의 제조 353.5 분 석 373.5.1 구조 및 모폴로지 분석 373.5.2 필름 제조용 용액의 레올로지 측정 373.5.3 멤브레인 필름의 접촉각 측정 373.5.4 Bio-PU/PEG 블렌드 필름의 리칭(leaching) 시험 383.5.5 투습도 측정 383.5.6 Bio-PU/(탄소계 나노필러) 복합 필름의 표면 저항 시험 39제 4 장 결과 및 고찰 414.1 피마자유 기반 Bio-PU의 합성 414.2 PEG와의 블렌드를 통한 Bio-PU의 친수성 향상 444.2.1 Bio-PU/PEG 블렌드 용액의 유변학적 특성 444.2.2 Bio-PU/PEG 블렌드 필름의 PEG 고정화 464.2.3 Bio-PU/PEG 블렌드 필름의 표면 특성 및 투습도 474.3 탄소계 도전성 나노필러 복합에 의한 Bio-PU의 제전성 향상 664.3.1 나노필러의 구조 및 입도 분포 664.3.2 Bio-PU/CB 및 Bio-PU/CNT 복합 용액의 유변학적 특성 694.3.3 Bio-PU/CB 및 Bio-PU/CNT 복합 필름의 제조 및 구조 714.3.4 Bio-PU/CB 및 Bio-PU/CNT 복합 필름의 전기적 특성 734.3.5 Bio-PU/CB 및 Bio-PU/CNT 복합 필름의 표면 특성 76제 5 장 결 론 80
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