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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- Kim Il
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2016
Tuning of Properties of Thermoplastic Poly(ether ester) (TPE) Elastomers
강재련
,
Johnson V. John
,
윤주호
외 5명
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2016.04
학술대회자료
Tuning of the Property of Thermoplastic poly(ether ester) Elastomers Using Vegetable Oil as Soft Segment Modifiers
강재련
,
김일
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2016.04
학술대회자료
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최근 (ether ester) 열가소성 탄성체 (TPEE)는 사용 가능한 온도의 범위가 넓고 우수한 기계적 강도 및 내화학성이 우수한 특징을 가지고 있다. 최근에는 TPEE의 다양하게 활용하기 위해 낮은 경도의 TPEE가 요구되는 상황이다. 하지만 경도를 낮추면 기계적 강도, 열적 특성 등이 감소한다는 제한이 있다. 이 같은 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 우수한 탄성력, 소수성, 내열성, 낮은 유리전이온도 등의 특성을 가진 Polydimethylene (PDMS)의 한 종류인 Carbinol (hydroxyl) terminated polydimethylsiloxane (CHTPDMS)를 소프트세그먼트의 개질제로 사용하여 열가소성 탄성체를 제조를 하였다. 이로써 PDMS가 가지는 특성인 열적, 기계적, 내화학적 특성을 TPEE에 부여하였다. 또한 향상된 기계적 강도를 활용하여 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 비율을 조절함으로써 낮은 경도를 가지는 TPEE를 제조하였다.
제조한 TPEE 핵자기공명분석법 (1H NMR)과 적외선 분광분석법 (FT-IR)을 이용하여 반응의 성공유무를 확인하였다. 시차주사 열량측정법 (Differential Scanning Calorimetry, DSC)과 동적점 탄성분석Dynamic Mechanical Analysis (DMA)을 통해 중합된 열가소성 탄성체의 열적 성질을 분석하였고, 엑스선 회절패턴 (X-Ray Diffraction, XRD) 분석을 통해 결정성 변화를 확인한다. 그 결과 PDMS의 특징인 낮은 유리전이온도와 우수한 내열성이 TPEE에서도 발현되는 것을 확인하였다. 또한 엑스선 회절패턴의 결과로부터 하드세그먼트의 비율을 조절하면 결정의 크기가 감소하는 것을 확인 하였다. 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)을 이용하여 중합된 열가소성 탄성체의 기계적 강도를 측정하였다. 그 결과 기계적인 강도의 경우 CHTPDMS의 함량이 5 % 일 때, 가장 높은 값을 가지는 것을 확인하였고, 이 반응 비율을 이용하여 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 비율을 50대 50에서 30 대 70까지 감소시켜 TPEE의 경도를 Shore A : 65까지 감소시켰다. 또한 물 접촉각 (Water contact angle) 시험을 통해 접촉각이 78 ° 에서 111 °까지 증가하는 것으로써 PDMS의 소수성의 특징이 TPEE에 부여된 것을 확인하였다. 또한 TPEE를 활용하는 방안으로 전기방사를 통한 나노섬유를 제조하였고, 이를 수집하여 나노섬유 멤브레인을 만들었다. 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM)을 통해 확인한 결과 600 nm - 1 μm 두께의 섬유가 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 breathe figure 기술을 이용해 벌집 모양의 다공성 필름을 제조하였다. 주사전자현미경 통해 3-5 μm 크기의 다공성 필름이 제조 된 것을 확인하였다.
제조한 TPEE 핵자기공명분석법 (1H NMR)과 적외선 분광분석법 (FT-IR)을 이용하여 반응의 성공유무를 확인하였다. 시차주사 열량측정법 (Differential Scanning Calorimetry, DSC)과 동적점 탄성분석Dynamic Mechanical Analysis (DMA)을 통해 중합된 열가소성 탄성체의 열적 성질을 분석하였고, 엑스선 회절패턴 (X-Ray Diffraction, XRD) 분석을 통해 결정성 변화를 확인한다. 그 결과 PDMS의 특징인 낮은 유리전이온도와 우수한 내열성이 TPEE에서도 발현되는 것을 확인하였다. 또한 엑스선 회절패턴의 결과로부터 하드세그먼트의 비율을 조절하면 결정의 크기가 감소하는 것을 확인 하였다. 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)을 이용하여 중합된 열가소성 탄성체의 기계적 강도를 측정하였다. 그 결과 기계적인 강도의 경우 CHTPDMS의 함량이 5 % 일 때, 가장 높은 값을 가지는 것을 확인하였고, 이 반응 비율을 이용하여 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 비율을 50대 50에서 30 대 70까지 감소시켜 TPEE의 경도를 Shore A : 65까지 감소시켰다. 또한 물 접촉각 (Water contact angle) 시험을 통해 접촉각이 78 ° 에서 111 °까지 증가하는 것으로써 PDMS의 소수성의 특징이 TPEE에 부여된 것을 확인하였다. 또한 TPEE를 활용하는 방안으로 전기방사를 통한 나노섬유를 제조하였고, 이를 수집하여 나노섬유 멤브레인을 만들었다. 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM)을 통해 확인한 결과 600 nm - 1 μm 두께의 섬유가 제조되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 breathe figure 기술을 이용해 벌집 모양의 다공성 필름을 제조하였다. 주사전자현미경 통해 3-5 μm 크기의 다공성 필름이 제조 된 것을 확인하였다.
목차
LIST OF SCHEME 5LIST OF FIGURE 6LIST OF TABLE 91. MODULATION OF HARDNESS OF POLY(ETHER ESTER) ELASTOMER BY TUNING HARD TO SOFT SEGMENT RATIO AND ADDITIVES 101.1. INTRODUCTION 101.2. EXPERIMENTAL 131.2.1. Materials 131.2.2. Synthesis of TPEEs 141.2.3. Preparation of samples 151.2.4. Fabrication of electrospun nanofibers and nanofiber membranes 151.2.5. Fabrication of the Honeycomb Pattern Films 161.2.6. Characterization 171.3. RESULTS AND DISCUSSION 191.3.1. Synthesis of TPEEs 191.3.2. Structural characterization 211.3.3. Viscosity of TPEEs 221.3.4. Thermal properties and crystallinity 231.3.5. Mechanical Properties of TPEEs 251.3.6. Water Contact Angle of TPEEs 271.3.7. Fabrication of electrospun nanofibers and nanofiber membranes 271.3.8. Fabrication of honeycomb patterns 291.4. CONCLUSIONS 311.5. REFERENCES 332. TUNING OF THE PHYSICAL PROPERTIES OF COPOLY(ETHER ESTER) ELASTOMERS USING CASTOR OIL AS SOFT SEGMENT MODIFIER 532.1. INTRODUCTION 532.2. EXPERIMENTAL 562.2.1. Materials 562.2.2. Synthesis of TPEEs 572.2.3. Preparation of samples 582.2.4. Fabrication of electrospun nanofibers and nanofiber membranes 582.2.5. Fabrication of the Honeycomb Pattern Films 592.2.6. Characterization 602.3. RESULTS AND DISCUSSION 622.3.1. Synthesis of TPEEs 622.3.2. Structural characterization 632.3.3. Viscosity of TPEEs 652.3.4. Thermal properties and crystallinity 652.3.5. Mechanical Properties of TPEEs 682.3.6. Fabrication of electrospun nanofibers and nanofiber membranes 692.3.7. Fabrication of honeycomb patterns 712.4. CONCLUSIONS 722.5. REFERENCES 74
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