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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이헌상
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 동아대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수51
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유기적으로 개질된 실리카 입자는 쉽게 초소수성 표면을 형성할 수 있고, 이러한 형성은 내마모성, 내화학성, 부식방지, 항균성, 자가세정 등의 다양한 성질을 발현할 수 있을 뿐만 아니라 제조에도 용이하여 자동차, 선박, 포장용기 등 다양한 산업군에서 코팅제로 사용되고 있다. 특히, 초소수성 표면이 가지는 자가세정 능력과 투명성을 확보할 수 있다는 점에서 친환경 에너지 발전을 위해 사용되는 태양광 패널 등에 적용되어 수명을 늘리고 유지, 보수에 사용되는 환경오염 물질의 사용을 줄일 수 있다. 이러한 특성이 발현되는 조건을 찾고 원리를 규명함에 있어 환경적으로 기여 가능하다고 기대가 된다.
이에 따라 본 연구에서는 졸-겔법을 이용하여 M = 0.032, 0.062, 0.125, 0.25, 0.5 (HDTMS/TEOS 몰 비)의 졸을 합성하였고, 각각 0.3, 0.6, 0.9 wt.%의 농도로 코팅된 PET film을 얻었다.
초소수성 특성 분석을 통하여 M = 0.125에서 165°로 가장 높은 접촉각을 얻을 수 있음을 확인하였으며, 0.6 wt.%의 농도로 코팅하였을 때 접촉각 대비 가장 높은 빛의 투과성을 가진다는 것을 확인하였다.
모폴로지 분석을 통하여 가장 좋은 초소수성 특성을 가지는 코팅된 필름의 표면에 마이크로 크기의 요철이 규칙적으로 형성되어 있음을 확인하였다. 또한 실리카 나노입자의 표면이 거친 형상을 하고 있어 연잎이 나노 크기의 거칠기를 가진 마이크로 크기의 요철을 가지고 있는 것과 유사하게 나노-마이크로 이중 구조가 자연스럽게 형성됨을 확인하였다.
이로부터, 초소수성 표면을 형성할 수 있고 투명성을 가질 수 있는 HDTMS/TEOS의 몰 비를 제안하였으며, 자가세정 및 투명성을 필요로 하는 코팅액을 개발하는데 활용될 수 있을 전망이다.
이에 따라 본 연구에서는 졸-겔법을 이용하여 M = 0.032, 0.062, 0.125, 0.25, 0.5 (HDTMS/TEOS 몰 비)의 졸을 합성하였고, 각각 0.3, 0.6, 0.9 wt.%의 농도로 코팅된 PET film을 얻었다.
초소수성 특성 분석을 통하여 M = 0.125에서 165°로 가장 높은 접촉각을 얻을 수 있음을 확인하였으며, 0.6 wt.%의 농도로 코팅하였을 때 접촉각 대비 가장 높은 빛의 투과성을 가진다는 것을 확인하였다.
모폴로지 분석을 통하여 가장 좋은 초소수성 특성을 가지는 코팅된 필름의 표면에 마이크로 크기의 요철이 규칙적으로 형성되어 있음을 확인하였다. 또한 실리카 나노입자의 표면이 거친 형상을 하고 있어 연잎이 나노 크기의 거칠기를 가진 마이크로 크기의 요철을 가지고 있는 것과 유사하게 나노-마이크로 이중 구조가 자연스럽게 형성됨을 확인하였다.
이로부터, 초소수성 표면을 형성할 수 있고 투명성을 가질 수 있는 HDTMS/TEOS의 몰 비를 제안하였으며, 자가세정 및 투명성을 필요로 하는 코팅액을 개발하는데 활용될 수 있을 전망이다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 초소수성 물질 42. 졸겔법의 사용 7Ⅱ. 실 험 101. 재료 102. 방법 102-1. 실리카 졸 합성 102-2. 실리카 졸 코팅 113. 분석 123-1. 모폴로지 분석 123-2. 초소수성 분석 123-3. 광학 특성 분석 13Ⅲ. 결과 및 고찰 151. 실리카 코팅 필름의 초소수성 분석 152. 실리카 코팅 필름의 광학 특성 분석 203. 실리카 코팅 필름의 모폴로지 분석 233-1. SEM 분석 233-2. AFM 분석 254. 졸-겔 공정에 의한 실리카 입자 분석 284-1. TEM 분석 284-2. 입자 표면 거칠기 31Ⅳ. 결 론 33참고문헌 35Abstract 42
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