To investigate the adhesion effect of various kinds and contents of polymeric methylene diphenyl diisocyanates (pMDIs) on adhesion performance, wood adhesives (A-1~5) were synthesized and characterized. As results, when the amount of pMDI increased in adhesives, the dry tensile strength was found to be proportionally increased sustaining at around 16.0~21.6 kgf/cm2. The polyurethane (PU) resin, which used M11S as a source of pMDI showed the best wet tensile strength at 11.9 kgf/cm2 and cyclic boil tensile strength at 8.1 kgf/cm2, which satisfied the requirement of over 7 kgf/cm2. Thermal properties of the rice powder (RP) based polyurethane resins were characterized by differential scanning calorimetry (DSC) and Thermal gravimetric analysis (TGA). Thermal stability of polyurethane resins increased to 250℃ with adding pMDIs. The more pMDI (M5S) was added to adhesive, the higher thermal stability of the resin was observed by TGA.

This study attempted to find an efficient method for the preparation of high-purity galactooligosaccharides (HP-GOS) using β-galactosidase and yeast fermentation. GOS prepared using Lactozym 3000L showed the greatest enhancement in total GOS of the six β-galatosidases tested. GOS alone achieved 51% conversion of initial lactose. GOS production was enhanced by fermentation with commercial yeast (Saccharomyces cerevisiae); its concentration reached 71% after 36h fermentation with 8% yeast. Component sugar analysis with HPLC indicated that HP-GOS fermented with S. cerevisiae showed significantly increased levels of 4’/6’-galactosyllactose and total GOS as well as a significantly decreased glucose level. HP-GOS facilitated the growth of Lactobacillus sp. (L. acidophilus and L. casei) and Bifidobacterium sp. (B. longum and B. bifidum). In sum, high-purity GOS has been successfully produced through both an enzymatic process and yeast fermentation. GOS encourages the growth of bacteria such as Lactobacillus and Bifidobacterium that may be beneficial to human gastrointestinal health.

본 연구는 웰빙(well-being)으로 각광받고 있는 천연물 관련 연구에 무화과 추출물의 활용 가능 성을 확인하고자 다음의 연구를 수행하였다. 무화과를 세척 건조하여 알코올추출 방법으로 추출한 후, Column chromatography, G-Mass, IR, 1H-nmr 방법에 의하여 무화과 추출물의 이화학적 성질을 분석하 였으며, 무화과 추출물을 두피 제품에 적용하기 위하여 항균, 항진균에 대한 항균성을 조사하였다. 무화과 추출물의 이화학적 분석은 열매와 잎으로 나누어 분석하였으며, 두 부분 모두 비듬과 피부병 치료 효능을 가진 항균 및 항진균 효능이 있음을 알 수 있었다. 또한 무화과 추출물에 대한 항균성은 액체배지 희석법에 의해 분석하였다. 그리고 소비자의 구매 욕구를 충족시키고, 무화과의 산업화 타당성을 검토하기 위하여 무화과 추출물 함유 수제 투명 및 고형 비누를 제조하여 타당성을 검토하였다.

본 연구에서는 높은 이산화탄소 분리성능을 가지는 폴리이미드의 제조를 위해 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane과 두종류의 아민인 2,3,5,6-tetramethyl-1,4-phenylenediamine, Poly(ethylene glycol) bis(3-aminopropyl) terminated을 이용하여 합성을 진행하였다. 합성된 고분자를 비용매 상전이법으로 비대칭 분리막을 제조하기 위하여 고분자의 용 해도 지수 추정 값과 비용매 상전이 계수 측정을 통해 용매를 선정하였고, 고분자 용액 점도 측정을 통해 분리막 제조를 위 한 도프용액 중의 고분자의 함량을 결정하여 질산리튬을 첨가제로 사용하여 최종적으로 분리막을 제조하였다. 제조된 평판형 비대칭 분리막은 전자주사현미경(SEM)을 통해 질산리튬과 휘발성 용매 함량에 변화에 따른 모폴로지의 변화를 확인하였으 며, 이의 변화에 따른 기체 투과도 변화를 확인하였다. 분리막 제조를 위한 도프용액 중의 휘발성 용매 함량이 작을수록 선택 도 변화가 없으면서 이산화탄소 투과도가 증가하는 것을 확인하였다.

폴리설폰막 위에 친수성 고분자를 Layer-by-Layer법으로 코팅하여 복합막을 제조하였다. FE-SEM 분석을 통하여 복합막 표면과 기공 내 코팅층을 확인하였다. 또한 100 ppm NaCl 용액에 대한 복합막의 투과성능 평가를 실시하였다. 복합 막 제조를 위한 코팅 고분자는 PVSA, PEI, PAA, PSSA, PSSA_MA를 사용하였다. 폴리설폰막 표면에 8,000 ppm PAA (이 온세기 0.35) 수용액을 3분 동안 코팅한 뒤 10,000 ppm PEI 수용액을 4분 동안 코팅하였다. 그 결과 PAA-PEI 복합막의 투과 도는 101 LMH, 제거율은 66.7%로 가장 좋은 투과성능을 나타내었다. PAA-PEI 복합막의 투과성능은 도레이케미칼의 NE 4040-70 (투과도 = 30 LMH, 염 배제율 = 40~70%) 제품과 유사한 성능을 보여주는 우수한 투과 특성을 나타내었다.

상업적으로 이용되는 폴리스티렌계 이온교환막은 제조 공정이 쉽고 간단하지만 막이 가지는 취성 때문에 내구성이 약하다는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위하여 친수성 그룹인 poly(ethylene glycol)을 곁사슬로 가지고 있는 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate를 공중합시켜 음이온 교환막을 합성하였다. 지지체로는 내화학성 및 기계적 강도가 우수한 다 공성 PE 지지체를 사용하였고, 여기에 다양한 조성의 vinylbenzyl chloride, styrene, poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate, divinylbenzene, benzoyl peroxide를 녹인 단량체 용액을 지지체 기공에 채운 뒤 열중합 가교시켜 trimethylamine을 이 용하여 음이온 교환기를 도입해 세공충전 음이온 교환막을 합성하였다. 또한 poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate의 곁사슬 길이와 각 단량체가 차지하는 비율의 변화가 음이온 교환막의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다.

The organic binder-free paste for dye-sensitized solar cell (DSSC) has been investigated using peroxo titanium complex. The crystal structure of TiO2 nanoparticles, morphology of TiO2 film and electrical properties are analyzed by X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Electrochemical Impedance Spectra (EIS), and solar simulator. The synthesized TiO2 nanopowders by the peroxo titanium complex at 150, 300, 400˚C, and 450˚C have anatase phase and average crystal sizes are calculated to be 4.2, 13.7, 16.9, and 20.9 nm, respectively. The DSSC prepared by the peroxo titanium complex binder have higher Voc and lower Jsc values than that of the organic binder. It can be attributed to improvement of sintering properties of TCO/TiO2 and TiO2/TiO2 interface and to formation of agglomerate by the nanoparticles. As a result, we have investigated the organic binder-free paste and 3.178% conversion efficiency of the DSSC at 450˚C.

γ-Aminobutyric acid (GABA)-containing salt was prepared by crystallization of a mixture of salt water from deep sea and fermentation broth by lactic acid bacteria that contained GABA converted from glutamic acid. Salt from deep sea water has a lower sodium content but higher calcium, potassium and magnesium contents than commercial salt. Instead of monosodium glutamate (MSG), glutamic acid was used for solving the residual MSG problem. Fermentation by a lactic acid bacterium converted 90% of added glutamic acid (5%, w/v) to GABA, and continuous production of colorless fermentation broth containing more than 3% (w/v) GABA was achieved by using an activated carbon. Mixtures of salt water and fermentation broths with various GABA concentrations were co-crystallized and the GABA content was analyzed. This analysis showed that more than 90% of GABA from broth was adsorbed to salt. The appearance and surface of this prepared GABA-containing salt were examined with an image analyzer and scanning electron microscope. No difference was found with commercial sun-dried salt and no separated particles were detected, which indicates that the co-crystallization process used is suitable for the production of GABAcontaining salt.

We have hybridized Angelic gigas Nakai flower extract (AGNF) and two-dimensional layered double hydroxide (LDH) nanomaterials through reversible dehydration-hydration in order to obtain the nanopowder of natural extract. The Angelica gigas Nakai flower was treated with methanol to extract carbohydrate, polyphenol, and flavonoid components. LDH with an uniform size of 250 nm was prepared by hydrothermal method and calcined at 400ºC to obtain layered double oxide (LDO) precursor. For hybridization, AGNF in 40% methanol was reacted with LDO powder at various AGNF/LDO weight ratios: 0.15, 0.30, 0.85, and 1.70. The hybrids were obtained in fine powder which had enhanced hydrophilicity and water dispersity compared with dried AGNF. The X-ray diffraction and scanning electron microscopic results revealed that the house-of-cards structure of nanomaterials could encapsulate AGNF moiety inside their cavity. Quantitative analyses using UV-Vis spectra exhibited that the content of AGNF in hybrid increased upon AGNF/LDO ratio in reactant increased. According to 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging assay, AGNF/LDO showed higher antioxidant activity compared with an equivalent amount of AGNF itself.

A novel cation exchange membrane consisting of polyvinylidene difluoride (PVDF) was prepared for the application of vanadium redox flow battery (VRFB). PVDF used as supporter has considerably high mechanical strength and an intrinsic hydrophobicity. For the successful preparation of the membrane, PVDF powders were modified by potassium hydroxide, which increased the hydrophilicity of PVDF powders. Modified PVDF were grafted with styrene sulfonic acid (SSA) using benzoyl peroxide (BPO) as initiative. The cross-sectional morphology and structure of PVDF/SSA was confirmed by scanning electron microscopy (SEM) and FT-IR. The membrane was characterized by water uptake, dimensional change, ion conductivity and ion exchange capacity (IEC) and cell performance of Vanadium Redox Flow Battery (VRFB) with Nafion 212.

극성 기체인 CO2를 분리하기 위해 UiO-66과 PVC-g_POEM을 사용하여 Membrane을 만들었다. UiO-66(MOFs)는 높은 수분 안정성뿐 아니라, 강산 및 강염기 수용액 하에서도 안정된 구조를 유지한다. 또한 다양한 용매에 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 PVC-g-POEM 고분자 매트릭스에 높은 비표면적을 갖는 UiO-66 입자를 분산하여 Mixed Matrix Membrane을 제조하였다. 분리막 두께에 변화시키며, 다양한 이성분계 혼합기체에 대한 투과 실험을 실시하였다. 합성된 MMM의 결정상은 XRD로, 두께 및 표면 등은 SEM을 통해 분석하였으며, 기체 투과 실험에서 투과된 기체의 조성은 GC를 이용하여 분석하였다.

PEBAX[poly(ether-block-amide)는 열가소성인 탄소체로 부드럽고 유연한 폴리에테르와 단단한 폴리아마이드의 블록으로 이루어졌다. 두 compounds는 기체 분리막에 있어 필수적인 특성을 가지고 있다. 폴리에테르는 높은 투과도를 제공하고 폴리아마이드는 기계적 강도가 좋고 기체 선택성도 우수하다. GO(Graphene oxide)는 흑연으로부터 제조하여 재료의 습득이 용이할 뿐 아니라 기체투과에 선택적 배리어로서 작용한다. 본 연구에서는 GO에 열을 가한 뒤, 함량을 달리한 PEBAX-GO 복합막을 제조하고, 제조된 막의 물리화학적 특성, 기체투과도, 선택성에 대해 연구하였다.

본 연구에서는 bulky하면서 큰 자유체적을 가지는 플루오렌기를 도입하여 새로운 폴리술폰(PSf)고분자를 합성하고 해당 고분자에 PEG를 공중합시켜 분리막을 제조하였다. PEG 특성 피크 (2950 cm−1,1110cm−1)의 확인을 통해 PEG가 도입을 확인하였으며. PSf-PEG 분리막이 단일 유리전이온도를 가지는 것을 확인 하였다. 분자량 6000 PEG가 10 mol%가 포함된 PSf-PEG분리막에서만 60 °C 부근에서 용융점이 나타났다. PSf-PEG 분리막의 CO2기체투과도는 PEG함량에 따라 감소하는 거동을 보였지만 CO2/N2선택도는 증가하는 경향을 보였다. 비슷한 함량에서 PEG의 분자량이 증가함에 따라 CO2투과도는 증가하는 경향을 보였다.

가교는 사슬 간격과 사슬 내 외부의 유동성을 감소시켜 분리막의 선택도, 내화학성 등을 증가시키는 것 과 같이 기체분리막의 성능을 향상시키기 위한 여러 방법 중 하나이다. 본 연구에서는 지방족 가교제 중 선형가교제를 사용하여 폴리이미드 분리막의 기체 분리 성능을 높이고자 하였고, 선형가교제의 알킬 길이에 따른 영향 또한 비교 분석 하였다. 가교 여부는 이미드 그룹의 특성피크 증가와 이미드 그룹의 특성피크 감소를 통해 확인하였다. 기체분리특성은 CH4, N2, O2, CO2 단일 기체에 대해서 측정하였으며 가교제 및 가교도에 관계없이 가교 후 기체의 확산 감소로 인해 네 기체 모두 투과도가 감소하였다. 반면 CO2/CH4, O2/N2 기체상의 선택도는 가교 전보다 향상된 결과를 나타내는 것을 확인하였다.

고분자 분리막을 통한 기체 분리는 기체의 용해 및 확산으로 진행되며 따라서 기체 분리 성능은 기체의 용해도 또는 확산도에 좌우된다. 이산화탄소와 같은 극성 기체의 용해도를 향상시키기 위해 acylation, bromination, sulfonation과 같은 화학적 개질을 통한 연구들이 진행되었으며 또한 술폰산기를 가지는 고분자에 금속이온을 치환시켜 이산화탄소 선택도를 증가시킨 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 biphenol기와 fluorene기를 가지는 Sulfonated Poly(arylene ehter sulfone) (SPAES) 고분자 분리막을 제조하였으며 술폰화 정도와 치환된 극성 그룹의 종류에 따른 기체투과특성을 알아보고자 하였다.

Poly(ether-block-amide)(PEBA, PEBAX)는 열가소성 탄성체로서 분리 막 소재로 이용할 경우 우수한 기계적 특성, 선택도, 높은 투과도를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. Chitosan은 키틴에서 탈 아세틸화하여 얻은 불용성 고분자 물질로 Chitosan을 넣은 고분자막은 CO2의 막 투과도가 높아지는 특징이 있다. 본 실험에서는 복합 막을 제조하고 물리화학적 특성을 IR, XRD, TGA, SEM을 통하여 알아보았다. 기체 투과 실험은 국산 Sepra Tek사재 VPA-601을 사용하여 측정하였다. 기체투과실험은 3bar의 조건에서 온도별, 첨가된 고분자의 함량별로 행하였다.

Poly(ethylene oxide) (PEO)내 극성 에테르기는 CO2에 대한 높은 친화력을 가지므로 CO2 분리막의 중요 소재로 이용되고 있으나 PEO막은 높은 결정성과 낮은 기체 투과도를 보이는 단점이 있어 다른 고분자와의 공중합이나 혼합을 통한 개질막이 연구되고 있다. Poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA)는 기계적, 열적 안정성이 양호하며 산업적으로 널리 이용되고 있고 극성 카보닐기를 가지고 있다. 본 연구에서는 CO2에 대한 우수한 투과선택도를 갖는 분리막 개발을 위해 PEO와 EVA의 혼합막을 제조하였다. 실험 범위에서 PEO와 EVA는 혼화성이 양호하였고 유연한 제막 특성을 나타내었다. 혼합막 특성은 DSC, SEM 등으로 관찰하였고, 기체 투과도를 측정하였다.

이온교환막은 전기투석, 연료전지 외에도 수처리 공정에 있어 관심도가 매우 높다. 본 연구에서는 이온교환막에 사용되는 이온교환수지를 대신할 물질로써 입자를 제조하였다. 나노단위의 입자가 표면적을 증가시켜 기존의 이온교환수지보다 더 높은 이온교환능이 기대된다. 단분산된 나노크기의 입자를 제조하여 양이온은 -NH3+,-NR3+,-PR3+,-SR2+등의 관능기를 그리고 음이온은 –SO3-,-COO-,-PO3-,-C6H4O- 등의 관능기를 도입함으로써 각각 양전하와 음전하로 높게 하전시킬 수 있다. 입자를 제조하고 이에 따른 제타전위를 측정하고 IEC, FT-SEM, TGA 및 FT-IR을 측정하여 특성을 파악하였다.

Poly(meta-phenylene isophthalamide)(m-Aramid)는 우수한 강도, 내화학성, 내열성이 우수하다는 특성을 지니고 있다. 이러한 특성을 섬유 직경이 수십에서 수백나노의 멤브레인(Membrane)을 제조할 수 있는 전기방사법을 이용하면 미세한 구멍(Pore)을 가지게 되어 수처리 분야에 사용하기 적합하다. 본 연구에서는 m-Aramid 용액을 전기방사법을 이용하여 멤브레인을 제조하였다. 여러 섬유 평균직경의 나노섬유상 멤브레인을 제조하고, 중금속 흡착능을 지닌 보혜마이트(Boehmite)를 도입하여, 섬유 평균 직경에 따른 수투과유량(Flux)와 입자제거 효율 및 중금속 흡착성능을 평가하였다.