EMI(Electro Magnetic Interference) is a very important factor to consider in electronic equipment. For EMI coating, it is applied to the sputtering electronic equipment housing made by PEEK. The question arises that there may be physical changes in the PEEK material due to heat generated during sputtering. During sputtering inside the chamber, the degree of temperature due to the heat was measured indirectly, and characteristics such as bending capacity, tensile strength, impact strength, flexural strength were measured to understand physical changes. Tensile strength and the flexural strength increased by 14.5 to 18 compared to the base group. And the impact strength of the un-notched specimens was increased. Overall, there has been no change in the physical properties of PEEK due to heat generated during sputtering deposition.

Imidazolium group을 도입한 Poly (ether ether ketone)(PEEK)를 합성하였다. 합성된 고분자를 필름으로 제조해 기체 특성평가를 진행하였다. 결과로 Diffusivity, Solubility, Permeability를 구하였다. 실험을 통해 얻은 결과 값들을 이론상의 결과와 비교하기 위하여 Molecular Dynamics simulation을 다루어 비교 분석을 하였다. 본 실험에서는 MD simulation을 이용해 이미다졸 그룹이 도 입된 3가지 다른 구조의 PEEK cell을 modeling하는 작업을 중심적으로 나타내었다.

최근 환경 문제를 해결하기 위한 방법으로 분리막을 이용한 많은 연구가 이루어지고 있고, 그중에서도 고분자막을 이용한 기체분리는 빠른 속도로 발전하고 있는 분야로써 시장 규모 및 응용 범위가 확대되고 있다. 본 연구에서는 다 양한 모노머를 사용하여 poly(ether ether ketone)를 합성 후, 이미다졸륨 그룹을 도입한 고분자를 이용하여 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막의 특성평가 를 진행하였고, 이어서 타임렉 방법을 이용하여 기체특성평가를 진행하였다. 그 리고 동일고분자를 분자동역학시뮬레이션(Molecular dynamics simulation)의 COMPASS force field로 계산하여 진행하였다. 마지막으로 분자동역학시뮬레이션 계산값과 실험 측정값을 비교 분석하는 연구를 진행하였다.

분리막을 이용한 산업은 석유에너지 자원의 고갈과 동시에 친환경 에너지자원의 필요성이 대두되어 최근 들어 많은 연구가 이루어지고 있다. 이온기 그룹을 포함하는 고분자 분리막의 경우 해수담수, 전지 시스템 등 친환경 에너지 자원의 개발과 더불어 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이미다졸륨 그룹의 도입을 통해서 이온교환 관능기를 포함하는 폴리에테르에테르케톤계열고분자를 합성하여 음이온교환막 제조를 하였으며 이에 따른 연료전지 적용을 위한 다양한 특성평가를 진행하였다. 이온교환능 및 이온전도도를 분석하였다. 도입된 이미다졸륨기의 함량이 증가함에 따라 이온교환능 및 이온전도도가 향상이 되었음을 확인 할 수 있었다.

Imidazolium group을 도입한 Poly (ether ether ketone)(PEEK)를 합성하였다. 합성된 고분자를 필름으로 제조해 기체 특성평가를 진행하였다. 결과로 Diffusivity, Solubility, Permeability를 구하였다. 실험을 통해 얻은 결과 값들을 이론상의 결과와 비교하기 위하여 Molecular Dynamics simulation을 다루어 비교 분석을 하였다. 본 실험에서는 MD simulation을 이용해 cell을 modeling하는 작업을 중심적으로 나타내었다.

본 연구에서는 4차 암모늄기를 가지는 모노머를 합성한 이후 이를 이용하여 PEEK(polyetheretherketone)계 고분자 소재를 합성하였으며 알칼리 연료전지에 적용하기 위한 특성평가를 진행하였다. 도입된 암모늄기의 함량을 조절하여 다양한 종류의 분리막을 준비하였으며, 암모늄기의 함량변화에 따른 물성변화를 관찰하였다. 제조된 PEEK계 분리막의 경우 도입된 암모늄기의 함량이 증가할수록 이온교환능력, 이온전도도등 전기화학적 물성이 증가가 됨과 동시에 일부 샘플의 경우 장기 안정성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 술폰산기, 암모늄기를 가지는 폴리에테르에테르케톤계 고분자 소재에 대한 투과거동을 분석하기 위하여 분자 동력학 시뮬레이션을 이용하여 분석을 진행하였다. 술폰산기와 암모늄기의 함량을 조절하여 다양한 모델을 구 성하였으며, 도입된 관능기의 함량의 변화에 따른 하이드로니움, 히드록사이드 이온의 투과 거동에 대한 분석을 진행하였으며, 실제 실험 결과와 비교를 진행 하였다.

본 연구에서는 2차 암모늄기를 가지는 PEEK계 고분자 소재를 합성하였으며 이를 이용하여 분리막을 제조한 후 연료전지 적용을 위한 특성평가를 진행하였다. 이온교환능기의 함량에 따른 분리막의 물성변화에 대해 관찰하였으며, 기존의 폴리에테르에테르케톤 고분자에 비해서 도입된 암모늄기의 함량이 증가함에 따라 이온교환능 및 이온전도도가 향상이 되었으며, 비스페놀 에이계 단량체 도입을 통해서 용해의 용이성을 증가하여 가공성이 향상된 것을 확인 할 수 있었다. 특히 일부 샘플의 경우 장기 안정성 테스트 진행 후에도 분리막의 형상을 유지 함으로써 우수한 내 알칼리성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

분리막을 이용한 산업은 석유에너지 자원의 고갈과 동시에 친환경 에너지자원의 필요성이 대두되어 최근들어 많은 연구가 이루어지고 있다. 이온기 그룹을 포함하는 고분자 분리막의 경우 해수담수, 전지시스템 등 친환경 에너지 자원의 개발과 더불어 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 이온교환 관능기를 포함하는 탄화수소계열 고분자를 합성하여 준비한 후 소수성의 고분자와 블렌 딩을 진행하였으며 이에 따른 이온교환능 및 이온전도도를 분석하여 연료전지용 고분자 전해질 막에 대한 평가가 이루어졌으며, 폴리에테르에테르케톤계 고분자의 내열성 및 우수한 물리적 강도를 가짐과 동시에 우수한 이온전도도를 나타내는 것을 확인 할 수 있었다.

설폰화된 Polyetheretherketone 양이온교환막과 TMA 함량에 따라 1:1부터 3:1까지 아민화된 Polysulfone 음이온교환막을 이용하여 바이폴라막을 제조하였다. HCl, NaOH, NaCl을 일정 유량 및 정전류의 조건하에서 순환시키면서 산과 염기의 농도변화를 측정하였다. HCl의 경우 7.1g/L에서 17.3g/L, NaOH는 7.7g/L에서 20.4g/L로 2∼3배 정도 농도가 증가하는 것을 보였다. 아민함량의 증가에 따라 산과 염기의 농도는 증가하는 경향을 나타냈지만, 정전류에 따른 전압은 2:1음이온교환막이 가장 안정된 수치를 나타냈다. 또한, 막의 저항을 줄이기 위해 양이온교환막 표면을 촉매처리하여 실험한 결과, 보다 감소한 전압 값을 관찰할 수 있었다.

바이폴라막을 제조하기 위하여 sulfonated Poly(ether ether ketone)과 aminated polysulfone을 double casting 하고, 막의 내구성 향상을 위해 2시간 동안 표면불소화 처리를 하였다. 각각의 이온교환고분자 막은 FT-IR, 함수율, IEC, 이온전도도 등의 특성평가를 진행하였으며 제조된 막으로 차아염소산발생 실험을 진행하였다. 그 결과 Trimethylamine함량과 전류밀도가 차염발생량에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 아민 함량과 전류밀도가 높아짐에 따라 차염발생량이 증가하였다.

기질 고분자인 sulfonated PEEK (sPEEK)와 가교제(cross-linking reagent) 4,4'-ethyldianiline (EdAn), 그래프트제(grafting reagent) 2-phenylethylamine (PEA)을 용매 dimethylacetamide (DMAc)에 녹여 용매증발법을 이용하여 제막하였다. 이민화 반응(imination)과 술폰화(sulfonation) 과정을 거쳐 최종 이온교환막인 cross-linked and grafted sPEEK (CG-sPEEK)막을 제조하였다. FT-IR 분석을 통해 술폰화 및 이민화 반응여부를 확인할 수 있었다. Proton conductivity와 water uptake, volume change를 측정하여 상용화된 Nafion115와 비교함으로써 이온교환막으로서의 활용가능성을 평가하였다. 제조된 CG-sPEEK막의 proton conductivity (0.17 S/cm) 값이 Nafion115 (0.10 S/cm) 보다 우수하게 나타나 이온교환막으로서의 적용가능성을 보여주었다. 다만 높은 water uptake (130%)는 CG-sPEEK의 치수안정성을 위해서 저감시킬 필요가 있다.

무정형 PEEK 필름의 self-bonding 공정 시에 일어나는 결정화 현상이 접합 면에서 개발되어지는 self-bonding 강도에 미치는 영향을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 고찰하였다. 무정형 PEEK 필름의 결정화 현상은 접합 시의 공정변수에 따라 변화하며, self-bonding 공정 동안 접합 면을 가로질러 PEEK의 결정들이 성장함에 따라 접합이 일어남을 알 수 있었다. 접합온도가 높을수록 접합 면을 가로지르는 결정들의 성장 정도가 낮은 온도에서 접합시켰을 때의 경우보다 훨씬 커서 결과적으로 높은 self-bonding 강도를 보였다. 각각의 시편들을 전단 파괴시킨 후 행한 파단면 관찰에서는 self-bonding 강도가 점차 높아짐에 따라 더욱 조밀한 물결무늬 파면과 dimple 형태와 유사한 파면 형상들이 관찰되는 것으로 보아 접합공정 시 접합 면을 가로지르는 PEEK 결정들의 성장 정도가 self-bonding 강도에 커다란 영향을 미친다고 판단되었다.