내열성이 우수하며, 태양광 모듈의 유리 표면에 방담성(antifogging) 및 방오성(antifouling) 을 동시에 부여하여 효율을 향상시키기 위한 친수성 코팅액을 제조하기 위해 초친수성과 우수한 방담효 과를 나타내는 Tween 20과 데카플루오로부탄과 폴리에틸렌글리콜 성분으로 구성된 불소계면활성제 수 용액에 방오성 부여를 위하여 나노실리카를 분산하였다. 고온 처리에서 나노실리카의 함량에 따른 방담 효과는 모든 코팅액이 우수하였으나, 방오 효과는 나노실리카의 함량이 6 wt%일 때부터 나타났다. 불소 계면활성제의 함량이 증가할수록 초기 접촉각이 증가하며 방담 효과도 500회 wiping까지 잘 유지되었 다. 방오 효과 역시 불소계면활성제의 함량에 상관없이 우수하여 불소계면활성제의 적절한 첨가량은 0.1 wt%이상 이면 충분하였다. AFM 결과로부터 불소계면활성제가 0.1 wt%에서 0.3 wt%가 첨가된 경우 코팅 표면의 프랙탈구조가 확실히 나타나 방오성 향상에 기여하였다. 코팅된 유리의 투과도는 불소계면 활성제가 0.1 wt% 첨가된 TL-1의 경우가 가장 높았으며 더 많은 양의 불소계면활성제를 첨가할 경우 오히려 투과도 향상은 미미하였다. 이러한 결과는 앞의 AFM 결과에서 나타난 표면 조도가 높으며 프랙 탈구조 형성도 잘 일어난 TL-1 코팅액의 결과와 잘 일치하는 것이다.

Fluorine-doped tin oxide (FTO) coated NiCrAl alloy foam is fabricated using ultrasonic spray pyrolysis deposition (USPD). To confirm the influence of the FTO layer on the NiCrAl alloy foam, we investigated the structural, chemical, and morphological properties and chemical resistance by using USPD to adjust the FTO coating time (12, 18, and 24 min). As a result, when an FTO layer was coated for 24 min on NiCrAl alloy foam, it was found to have an enhanced chemical resistance compared to those of the other samples. This improvement in the chemical resistance of using USPD NiAlCr alloy foam can be the result of the existence of an FTO layer, which can act as a protection layer between the NiAlCr alloy foam and the electrolyte and also the result of the increased thickness of the FTO layer, which enhances the diffusion length of the metal ion.

도시의 건축물은 고층화와 미려함에 초점을 맞춘 추세로 건축되고 있다. 도시의 아름다움을 유지하고, 높은 가치를 지키기 위해서는 항상 좋은 상태로 건축물을 관리해야 하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 건축물의 내외장재 를 깨끗하게 유지하여야 하며 많은 비용을 필요로 한다. 따라서 사용자들은 비, 눈, 또는 공기 오염으로부터 원래의 상태를 유지할 수 있는 자기 세정력을 요구하고 있다. 본 연구는 도장된 패널에 자기 세정 기능을 더하여 건축물의 관리 비용을 줄여주는 해법을 제시하고자 한다. polymethylsilicate를 함유한 소수성 PVDF 도막을 물로 처리했을 때 polymethylsilicate의 가수분해에 의해 코팅 소재의 표면에 하이드록시기가 형성되어 세정력을 가지게 되므로 물에 침 지한 후 표면의 색과 접촉각의 변화를 관찰하였다. 물 처리에 의해 소재의 표면에 친수성기를 형성하는 것은 매우 순 한 과정이므로 여러 가지 환경 오염원으로부터 건축물을 보호할 수 있는 자기세정 시스템의 새로운 응용 분야를 열 어줄 것이다.

Fluorine-doped tin oxide (FTO) nanoparticles have been successfully synthesized using ultrasonic spray pyrolysis. The morphologies, crystal structures, chemical bonding states, and electrochemical properties of the nanoparticles are investigated. The FTO nanoparticles show uniform morphology and size distribution in the range of 6-10 nm. The FTO nanoparticles exhibit excellent electrochemical performance with high discharge specific capacity and good cycling stability (620mA h g−1 capacity retention up to 50 cycles), as well as excellent high-rate performance (250 mA h g−1 at 700mAg−1) compared to that of commercial SnO2. The improved electrochemical performance can be explained by two main effects. First, the excellent cycling stability with high discharge capacity is attributed to the nano-sized FTO particles, which are related to the increased electrochemical active area between the electrode and electrolyte. Second, the superb high-rate performance and the excellent cycling stability are ascribed to the increased electrical conductivity, which results from the introduction of fluorine doping in SnO2. This noble electrode structure can provide powerful potential anode materials for high-performance lithiumion batteries.

아민화한 Polyetherimide (PEI)와 설폰화한 Poly eyhet ether ketone (PEEK) 고분자를 더블캐스팅 방법으로 바이폴라막을 제조하였다. 막의 내구성 향상을 위해 막 표면을 2시간동안 불소화하였다. 각각의 이온교환막은 특성평가를 진행하여 불소화 전후의 특성을 비교하였다. PEI의 불소화에 따른 바이폴라막의 차아염소산 발생량과 운전 시간을 불소화하기 전의 막과 비교하였다. 그 결과 불소화의 여부가 막의 내구성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 대표적으로 아민화 비율이 3:1인 경우, 불소화 전의 차아염소산 발생농도는 큰 차이를 보이지 않았지만 실험 시간의 경우 각각 153min, 442min으로 약 290min의 차이를 보였다.

약: 본 연구에서는 Polysulfone (PSf), Polyetherimide (PEI)를 각각 비율을 달리하여 아민화하였고, Polyether ether ketone (PEEK)을 설폰화하였다. 합성한 두 이온교환고분자를 더블캐스팅방법으로 SPEEK (sulfonated PEEK)/APSf (aminated PSf) 및 SPEEK/APEI (aminated PEI) 바이폴라막을 제조하였다. 각각의 막 표면을 불소화하고, 아민화 비율에 따라 차아염소산 나트륨발생량을 비교하였다. 아민화 비율이 증가할수록 차아염소산나트륨 발생 농도 또한 증가하였다. SPEEK/APSf 3 : 1 막의 경우 불소화 전의 차아염소산나트륨 농도와 총 운전시간은 61.0 ppm, 220 min이고, 불소화한 막의 경우 58.6 ppm, 570 min이 다. 또한 SPEEK/APEI 3 : 1 막에서 역시 불소화 전후의 차아염소산나트륨 농도는 각각 60.1 ppm, 58.3 ppm이고, 총 운전시간 은 150 min에서 440 min으로 내구성이 크게 향상되었다. 따라서 표면 불소화가 막의 내구성에 중요한 역할을 한다고 사료된다.

본 연구에서는 막 축전식 탈이온 공정에 적용하기 위해 온도와 시간을 달리하여 술폰화 Poly(VDF-co-hexafluoropropylene) copolymers (PVDF-co-HFP)을 합성 후 캐스팅법에 의해 양이온교환막이 제조되었다. 술폰화 PVDF (SPVDF) 는 Fourier-transform infrared (FT-IR), 1H Nuclear magnetic resonance (1H NMR)를 통해 구조확인을 하였고, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 통해 화학조성에 대한 정량적 분석을 하였다. 막 성능은 함수율 및 이온교환용량과 전기 저항을 측정하였고. 60°C에서 7시간 술폰화한 SPVDF 멤브레인이 이온교환용량 0.89 meq/g, 함수율 21.5%, 전기저항 3.70 Ω ⋅cm2로 가장 우수하였다. 수중 이온제거 특성을 막 축전식 탈이온 방법(MCDI)으로 전압(0.9~1.5 V), 유속(10~40 mL/min)을 변수로 SPVDF의 탈염 특성을 확인하여 MCDI 공정에 적용가능 여부를 평가하였다. MCDI 충방전 시험 결과 최대 탈염제거 율은 62.5%이었다.

The Chlor-alkali (CA) process is a representative electrolysis system to produce valued chemicals such as chlorine gas and sodium hydroxide. Membrane cell process has been obtaining the largest market shares, because it is free from environmental issues and low chemicals purity. For the CA process, commercially available membrane materials are perfluorinated sulfonic acid ionomers (PFSAs) with high chemical resistance. Unfortunately, there are limited data associated with the relationships between membrane material parameters and CA performances. It prevents the CA membrane development to be difficult. In this study, the influences of PFSA membrane thickness are disclosed, considering their ion transport behaviors, gas evolution capability, and chemical/electrochemical resistances under CA operation conditions.

다공성 전극표면에 이온교환고분자를 직접 casting하여 만들어진 복합탄소전극의 성능을 알아보기 위해서 NaCl 수용액을 이용하여 흡착시간, 공급액 농도, 유속, 탈착전압에 따라 흡/탈착실험을 진행하였다. 유입수가 100 mg/L일 때 동일 조건에서 흡착시간이 3분에서 5분으로 증가하면서 제거율이 3% 증가하였는데 이는 유입수의 셀 내부 잔류시간의 증가로 인 한 것으로 사료되며 또한 유속이 15 mL/min에서 23 mL/min 증가하면서 효율이 12% 정도 낮음을 보인 것은 유속이 상승하 면서 유입수의 셀 내부 잔류시간이 짧아지면서 나타나는 영향으로 사료된다. 유입수의 농도를 200 mg/L로 증가하였을 때 효 율은 100 mg/L보다 10~15% 정도 낮은 값을 보였는데, 이는 탈착구간에서 완전탈착이 되지 않아 나타나는 것으로 판단된다.

소수성의 폴리에틸렌 다공성막 표면에 오염물질이 흡착됨으로써 발생되는 파울링 현상으로 인한 투과도 감소 문 제를 해결하고자 함산소불소화법을 이용하여 막 표면을 친수화 하였다. 함산소불소화 처리 후 접촉각은 93°에서 50°까지 감 소하였고, 수투과량은 60% 이상 증가하였다. 또한, 모델오염물질 Albumin (form bovine serum, BSA), Humic acid sodium salt (HA), Alginic acid sodium salt (SA) 100 ppm의 수용액을 이용하여 투과도 평가 실험을 수행한 결과 막이 친수화 됨에 따라 오염물질이 흡착되는 정도가 감소하여 투과도가 향상된 것을 확인할 수 있었으며, 특히 SA에 대해서는 파울링 개선효 과가 크게 나타나 처리하지 않은 PE막에 비해 투과도가 두 배 이상 향상된 값을 나타내었다.

목적: 본 연구는 2-fluoro-4-pyridinecarboxylic acid 및 6-fluoropyridine-3-carboxylic acid를 사용하여 친수성 하이드로젤 콘택트렌즈 재질을 중합하고 제조된 친수성 콘택트렌즈의 물리적, 광학적 특성을 분석하여 이들 물질들의 콘택트렌즈 재료로서의 활용도를 알아보았다. 방법: 본 연구는 카르복시산 및 불소로 치환한 피리딘을 2가지 이상 첨가제로 사용하여 친수성 콘택트렌즈의 기본적인 재질인 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate), AA(acrylic acid), MMA(methylme-thacrylate), 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile), 그리고 교차결합제인 EGDMA(ethylene glycol dimethacrylate)를 사용하여 공중합하였다. 결과: 생성된 고분자의 물리적 특성을 측정한 결과, 굴절률 1.4348-1.4300, 함수율 33.69~35.84%, 가시광선 투과율 89.6~90.8%, 인장강도 0.2292-0.3344kgf 그리고 접촉각의 경우 76.05°~50.95°의 분포를 나타내었다. 또한 황색포도상구균에 대한 항균실험 결과 2-fluoro-4-pyridinecarboxylic acid 및 6- fluoropyridine-3-carboxylic acid를 5% 첨가했을 때 항균효과가 다소 있는 것으로 나타났다. 결 론: 본 실험 결과, 2-fluoro-4-pyridinecarboxylic acid 및 6-fluoropyridine-3-carboxylic acid를 첨가하여 제조된 친수성 콘택트렌즈는 기본적인 콘택트렌즈 물성을 만족하였으며 우수한 습윤성과 항균성 및 자외선 차단 콘택트렌즈로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Although the basalt fiber has superior fire-resistance and chemical resistance, it has many disadvantages in its applications. Generally, the tensile and loop strengths of basalt fiber were decreased with generated frictional heat during industial appplications. To solve this problem, polytetrafluoroethylene (PTFE) coating system was introduced and a sutable coating condition was evaluated. The basalt fiber was pre-treated with triethoxytrifluoropropylsilane (TMTFPS) at various pHs and then coated with PTFE dispersions with penetrating agent sodium bis(2-ethylhexyl)sulfo succinate (DOS-Na) to increase the tensile and loop strengths as well as to reduce the fibril during working. A universial testing machine (Instron Model 3366) was used to measure tensile and loop strengths. When the PTFE dispersion with 0.25 wt% of DOS-Na was coated on the surface of basalt fiber after pre-treating with 5 wt% of PTFE, the highest tensile and loop strengths were reached to 3.5 gf/D and 2.4 gf/D, respectively.

The electrical and optical properties of fluorine-doped tin oxide films grown on polyethylene terephthalate film witha hardness of 3 using electron cyclotron resonance plasma with linear microwave of 2.45GHz of high ionization energy wereinvestigated. Fluorine-doped tin oxide films with a magnetic field of 875 Gauss and the highest resistance uniformity wereobtained. In particular, the magnetic field could be controlled by varying the distribution in electron cyclotron depositionpositions. The films were deposited at various gas flow rates of hydrogen and carrier gas of an organometallic source. Thesurface morphology, electrical resistivity, transmittance, and color in the visible range of the deposited film were examined usingSEM, a four-point probe instrument, and a spectrophotometer. The electromagnetic field for electron cyclotron resonancecondition was uniformly formed in at a position 16cm from the center along the Z-axis. The plasma spatial distribution ofmagnetic current on the roll substrate surface in the film was considerably affected by the electron cyclotron systems. Therelative resistance uniformity of electrical properties was obtained in film prepared with a magnetic field in the current rangeof 180~200A. SEM images showing the surface morphologies of a film deposited on PET with a width of 50cm revealedthat the grains were uniformly distributed with sizes in the range of 2~7nm. In our experimental range, the electrical resistivityof film was able to observe from 1.0×10−2 to 1.0×10−1Ωcm where optical transmittance at 550nm was 87~89%. Theseproperties were depended on the flow rate of the gas, hydrogen and carrier gas of the organometallic source, respectively.

Coatings composited with alumina and Perfluoro alkoxyalkane (PFA) resin were deposited on stainless steel plate (SUS304) to further improve corrosion resistance. Plate (ca. 10μm) and/or nanosize (27~43 nm) alumina used as inorganic additives were mixed in PFA resin to make alumina-fluoro composite coatings. These coatings were deposited on SUS304 plate with wet spray coating and then the film was cured thermally. According to the amount and ratio of the two kinds of alumina having plate morphology and nano size, corrosion resistance of the film was evaluated under strong acids (HF, HCl) and a strong base (NaOH). The film prepared with the addition of 5~10 wt% alumina powders in PFA resin showed corrosion resistance superior to that of pure PFA resin film. However, for the film prepared with alumina content above 10 wt%, the corrosion resistance did not improve with the physical properties, such as surface hardness and adhesion. The film prepared with plate/nanosize (weight ratio = 1/2) alumina especially enhanced the surface hardness and corrosion resistance. This can be explained as showing that the plate and the nanosize alumina dispersed in PFA resin effectively suppressed the penetration of cations and anions due to the long penetration length and fewer defects that accompany the improved surface hardness under a serious environment of 10% HF solution for over 120 hrs.

불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)기를 포함하는 후술폰화 poly (arylene ether sulfone) 랜덤 공중합체를 다공성 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 막에 함침시켜 새로운 복합막을 제조하였다. 후술폰화 랜덤 공중합체는 trifluorovinyloxy 그룹을 양말단에 포함하는 biphenyl계와 sulfonyl계 단량체로부터 제조되었는데, biphenyl계와 sulfonyl계의 비율을 6 : 4와 4 : 6으로 조절 후 중부가반응 형태의 열중합과 chlorosulfonic acid (CSA)를 이용한 후술폰화 반응을 통하여 얻어졌다. 이렇게 제조된 랜덤 공중합체의 농도를 달리하면서(5~20 wt%) 다공성 PTFE 막에 함침시켜 복합막을 제조하였고, 이온 교환 능력(IEC), 함수율, 이온전도도를 측정하여 강화되지 않은 랜덤공중합체 및 Nafion과 비교하였다. 제조된 단량체 및 고분자의 구조와 순도는 각각 1H-NMR, 19F-NMR와 FT-IR를 통하여 확인하였으며, 제조된 복합막의 형태는 SEM으로 관찰하였다.

연료전지용 프로톤 전도성 고분자로서 분지체 함량이 조절된 부분불소계 Sulfonated poly(arylene ether sulfone) 이오노머 블록공중합체막의 합성 및 특성에 관하여 연구하였다. 분지형태의 부분불소계 블록고분자 전해질막 제조를 위해 설폰화 활성이 높은 단량체, 설폰화 활성이 낮은 단량체 그리고 분지체를 합성하였고, 블록형성을 위해 biphenyl계 올리고머를 합성하였다. 분지체의 양에 따른 막 특성변화를 고찰하기 위해, biphenyl계 올리고머와 sulfonyl계 단량체의 몰 비를 4 : 6으로 고정하고 분지체의 함량을 2 mol%까지 늘려가면서 중부가형태의 열중합을 통하여, 다른 분지체의 함량을 가지는 공중합체를 얻었다(BBC-40Bx). 제조된 분지형태의 공중합체들을 chlorosulfonic acid (CSA)를 사용하여 후설폰화(post-sulfonation)하였다(SBBC-40Bx). 제조된 화합물, 단량체, 분지체 및 중합체들은 1H-NMR, 19F-NMR 및 FT-IR분석을 통하여 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 분지형태의 블록공중합체(SBBC-40Bx)는 분지체의 함량이 증가함에 따라 이온교환능력(IEC), 함수율 및 이온전도도가 증가하는 경향을 보였다.

본 연구에서는 poly(phenylene oxide) (PPO)의 막 표면에 100 ppm의 농도를 갖는 불소가스를 접촉시켜 표면불소화하였다. 표면 개질된 막의 특성을 알아보기 위하여 표면접촉각, XPS, 기체투과 실험을 수행하였다. 표면특성 분석 결과 불소처리 시간이 증가함에 따라 막 표면에 -CF2, -CF3의 perfluoro group의 결합으로 인해 막의 소수성이 증가함을 알 수 있었다. 기체투과 측정으로부터 불소화시간이 증가함에 따라 기체에 대한 투과도는 감소하였으며, 불소노출이 60분 경과한 막의 경우 질소 33%, 산소 23%, 이산화탄소 3%의 감소율을 나타내었다. 선택도의 경우 질소 대비 산소의 경우 3.92로부터 4.47로, 이산화탄소에 대한 질소의 경우 18.09에서 25.4로 증가함을 얻었다.

Silicone surfactants are widely used in many industrial area because of its thermal stability and lower foaming property. But it has limitation to expand the application because of migration and bubble generation issues when it is mixed with organic surfactant. In this study, epoxy functionalized fluoro-silicone surfactant, perfluoro glycidoxypropyl polyether siloxane(PFGES), was synthesized using hydrosilylation reaction among perfluoro methyl hydrogen siloxane, allyl glycidyl ether, and allyl ployether in order to get lower surface tension, better thermal stability than conventional silicone surfactant, and reactivity with anhydride function.