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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

노유진 (숙명여자대학교, 숙명여자대학교 대학원)

지도교수
임호선
발행연도
2023
저작권
숙명여자대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2023

Self-stratification of Polymer Blends through Surface Energy Control
노유진 화공생명공학과 2023.01 학위논문

2021

Self-stratifying Structure of Polymer Blends with Different Surface Free Energy
노유진 ,  임가현 ,  김효진 외 2명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2021.04 학술대회자료

초록· 키워드

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단일 공정으로 각기 다른 기능을 갖는 코팅 층을 한 번에 형성하는 자가 계층화 코팅기술은 공정 시간 및 에너지 소비를 감소시켜 경제적인 기술이다. 공정단계를 줄임으로써, 공정 시 배출되는VOC양을 줄일 수 있으며, 더 나아가 지구온난화 문제해결에 기여할 수 있는 친환경적인 코팅 방식이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 계면 공학을 기반으로 표면에너지 차이에 의한 아크릴/에폭시 혼합물의 자가 계층화 코팅 시스템을 개발하였다. 아크릴 수지는 우수한 코팅 표면 특성을 제공하고, 에폭시 수지는 기판에 대해 높은 접착력을 보이기 때문에 다양한 코팅 분야에 적용이 가능하다. 특히 자동차 코팅 공정에서 높은 부착력을 지녀 프라이머로 사용되는, BPA기반의 에폭시를 사용해 기재와의 부착력을 높이고, 플루오린기가 함유된 다양한 표면에너지의 아크릴 고분자를 합성해 코팅 표면 특성 확보 및 자가계층화 정도를 조절하였다. 연구 결과, 섞어준 고분자 간의 계면에너지 차이가 약 15mN/m이상일 때부터 뚜렷한 계면의 분리가 관찰되는 것을 확인하였다. 이렇듯 계면에너지 차이를 조절해 자가계층화를 유도하게 되면, 한번의 공정으로도 2개 이상의 코팅층 형성이 가능하다. 이러한 각기 다른 역할을 하는 이종 고분자 기반의 자가 계층화 코팅은 다양한 산업분야에 활용할 수 있고, 자동차 및 전자 기기의 기능성 다층 코팅 형성 기술로 적용 가능할 것으로 기대된다.

목차

I. INTRODUCTION = 1
II. BACKGROUND = 6
1. Acrylate = 6
1.1. Acrylate Monomers = 6
1.2. Free Radical Polymerization = 7
1.3. Crosslinking Reactions of Acrylate = 9
2. Epoxy =11
2.1. Crosslinking Reactions of Epoxy Resins = 11
3. Self-stratifying Coating = 12
3.1. Driving Forces for the Stratification = 12
3.1.1. The Surface Tension Gradient = 12
3.1.2. Gravitational Driven Force = 12
3.1.3. The Selective Wetting Force = 13
III. EXPERIMENTAL SECTION = 14
1. Materials = 14
2. Synthesis of Acrylate Copolymer = 14
3. Preparation of the Coatings = 16
3.1. Preparation of Acrylate Coatings = 16
3.2. Preparation of Epoxide Coatings = 16
3.3. Preparation of Self-stratifying Coatings = 18
4. Characterization = 20
4.1. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) = 20
4.2. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) = 20
4.3. Gel Permeation Chromatography (GPC) = 20
4.4. Differential Scanning Calorimetry (DSC) = 20
4.5. Rigid-body Pendulum Type Physical Properties Test (RPT) = 21
4.6. Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) = 21
4.7. Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) = 22
4.8. Contact Angle Measurements = 22
4.9. Coating Tests = 22
4.9.1. Pencil Hardness = 22
4.9.2. Cross-cut Adhesion Test = 23
IV. RESULTS AND DISCUSSION = 24
1. Acrylate Copolymer = 24
1.1. Synthesis of Acrylate Copolymer = 24
1.2. Characterization of Acrylate Copolymer = 24
1.2.1. FT-IR characterization of FSMAH-X = 24
1.2.2. 1H NMR characterization of FSMAH-X =25
1.2.3. GPC characterization of FSMAH-X = 25
2. Characterization of Acrylate and Epoxy Coatings = 29
2.1. Contact Angle and Surface Free Energy Measurement = 29
2.2. Curing Behavior = 30
2.3. Coating Tests = 30
2.3.1. Hardness of coatings = 30
2.3.2. Adhesion of coatings = 31
3. Characterization of Self-stratifying Coatings = 36
3.1. According to the Surface Energy = 36
3.1.1. Self-stratifying Behavior = 36
3.1.2. Contact Angle and Surface Free Energy Measurement = 40
3.1.3. Curing Behavior = 40
3.1.4. Coating Tests = 44
3.2. According to the Lasting Time = 48
3.2.1. Self-stratifying Behavior = 48
3.2.2. Contact Angle and Surface Free Energy Measurement = 48
3.2.3. Curing Behavior = 49
V. CONCLUSIONS = 53
VI. REFERENCES = 54

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