Mechanical properties of organic-inorganic hybrid interpenetrating polymer network (IPN) :

엄민섭

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자료유형: 학위논문

저자정보: 엄민섭 (고려대학교, 高麗大學校大學院)

지도교수: 崔宇珍, 丁賢郁

발행연도: 2016

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2016

Mechanical properties of poly(urethane acrylate)-silica hybrid interpenetrating polymer network (IPN)

엄민섭 , 함동석 , 조성근 외 4명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2016.04 학술대회자료

Mechanical properties of organic-inorganic hybrid interpenetrating polymer network (IPN)

엄민섭 化工生命工學科 2016.01 학위논문

2015

Mechanical properties of organic-inorganic hybrid interpenetrating polymer network(IPN) materials for hard coating

엄민섭 , 이재흥 , 정현욱 외 5명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2015.10 학술대회자료

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Surface mechanical properties of poly(urethane acrylate)/silica hybrid interpenetrating polymer network (IPN) coating materials were studied with several test methods such as nanoindentation, nanoscratch, pencil hardness and strain failure. An organic part (urethane acrylate) was blended with an inorganic part (silica) at various ratios to prepare IPN coated films. The sol-gel reaction of inorganic part and the UV polymerization of organic part were applied to prepare hybrid IPN (Interpenetrating polymer network) materials. The hybrid IPN coating showed better optical properties than the silica nanoparticle dispersed coating. As the silica content was increased, the indentation hardness and pencil hardness increased, but strain failure decreased. The 2H, 3H and 4H of the pencil hardness corresponded to 280.6 ? 367.1 MPa, 460.4 ? 1482.7 MPa and 1683.5 MPa for the indentation hardness, respectively. When the hybrid coating was balanced between the elastic and dissipated properties (i.e., hybrid IPN coating with 50 wt% silica), this hybrid IPN coating exhibited better scratch resistance than that of the other hybrid IPN coatings.

#hardcoating #interpenetrating polymer network #organic-inorganic #Mechanical properties

Abstract i
List of tables v
List of figures vi
1장. Introduction 1
1.1. Flexible display 1
1.2. Hardcoating 4
1.3. Sol-gel reaction 5
1.4. Organic-inorganic hybrid 7
1.5. Interpenetrating polymer network (IPN) system 8
1.6. Objective of study 9
2장. Experiments 10
2.1. Materials 10
2.2. Preparation of coating material 12
2.2.1. Preparation of organic-inorganic hybrid solution 12
2.2.2. Preparation of silica nano particle dispersion solution 15
2.2.3. Preparation of hybrid IPN hard coating 15
2.3. Characterization methods 16
2.3.1. Optical properties 16
2.3.2. Indentation hardness 16
2.3.3. Scratch resistance 19
2.3.4. Pencil hardness 20
2.3.5. Stretching test 20
3장. Results and discussion 22
3.1. Mechanical properties of silica coating film 22
3.1.1. Effect of molar ratio of TEOS : water : ethanol 22
3.1.2. Effect of aging temperature 25
3.2. Comparison of nanoparticle dispersed coating and IPN hybrid hard coating 27
3.2.1. Optical properties 27
3.2.2. Indentation hardness 32
3.3. Morphology of hybrid IPN hard coating film 34
3.4. Hardness of organic-inorganic hybrid IPN coating film 38
3.4.1. Hardness of various silica content 38
3.4.2. Indentation hysteresis energy 42
3.5. Scratch characteristics of coating film 45
3.5.1. Penetration depth(Pd) and residual depth(Rd) 45
3.5.2. Scratch panorama image 48
3.6. Stretch test 50
4장. Conclusions 53
References 55

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