마이크로파를 열원으로 이용하는 화학반응은 어려운 반응을 활성화시킬 수 있고 반응시간과 속도를 가속화하여 고수득율 및 높은 분자량을 얻는 고분자를 합성하는데 유용하게 쓰일 수 있다. 본 연구에서는마이크로파를 이용하여 Diels-Alder 반응을 실시하고 열적으로 안정한 측사슬계 2차 비선형광학고분자를 합성하였다. 일반적인 수열반응을 통해 얻어진 고분자와 물리적, 열적, 광학적 특성을 비교 분석하였으며 마이크로파 가열을 활성화하기 위해 용매를 달리하고 이온성액제를 첨가하여 반응을 조절하였다. PAMID시리즈의 다양한 고분자를 합성하였으며 이중에서 PAMID-M2는 10분간 120W의 전력을 사용하여 얻어졌으며 이 때 사용한 용매는 이온성액제가 소량 첨가된 trichloroethane을 사용하였다. 얻어진PAMID-M2의 무게평균 분자량은 18,300이었으며 분포도는 1.3이었고 높은 유리전이온도 (123oC)를 나타냈다.

Heck coupling 반응을 이용해서 poly{2-[2-(2,5-bis-dodecyloxy-4-propenyl-phenyl)-vinyl]- 7-methyl-fluoren-9-one(PFone), poly{2-[2-(2,5-bis-dodecyloxy-4-propenyl-phenyl)-vinyl]-7-methyl-fluoren-9-ylidene}-malonitrile(PF2CN)을 합성하였다. 합성한 중합체의 광학적, 전기화학적 특성을 흡수, 형광분광법 및 cyclic voltammetry(CV)를 통해 확인하였다. PFone과 PF2CN 필름의 흡수 극대치는 410 nm과 410.5 nm에서 나타났다. PFone 및 PF2CN의 최대 발광파장은 각각 633과 635nm로 나타났다. PFone과 PF2CN의 band gap은 각각 2.06eV 과 2.36eV이고 CV를 통해 측정한 LUMO 에너지 준위는 -3.36eV 와 -3.46eV로 나타났다.

PAQ(poly-2-[2-(2,5-Bis-dodecyloxy-4-vinyl-phenyl)-vinyl]-anthraquinone)과 PAN4CN(poly- 2-{2-[2-(2,5-Bis-dodecyloxy-4-vinyl-phenyl)vinyl]-10-dicyanomethylene-10H-anthracen-9-ylidene}-malononitrile)을 Heck coupling reaction을 이용하여 합성하였다. 합성한 중합체의 전기적, 광학적 특성은 UV-visible spectra, photoluminescence (PL) spectra 및 cyclic voltammetry 측정을 통해 확인하였다. 흡수 스펙트라 측정 결과, thin film에서의 흡수극대치는 PAQ 와 PAN4CN은 334nm에서 나타났고, 용액에서는 PAQ 338nm, PAN4CN은 336nm 나타났다. 발광 극대치의 측정결과 PAQ는 thin film에서 420nm와 용액상에서는 416nm, PAN4CN은 thin film에서 395nm와 용액에서는 550nm로 각각 나타났다. PAQ과 PAN4CN의 band gap은 각각 2.16 eV, 2.04 eV이고 CV를 통해 LUMO 준위는 -3.64eV, -3.52eV로 나타났다.

Environmental friendly acrylics/urea high-solid paints (BEHCU) were prepared through the curing reaction of acrylics resin(BEHC) containing 70wt% of solids content and butylated urea curing agent. BEHC was synthesized by addition copolymerization of caprolactone acrylate(CLA), 2-hydroxypropyl methacrylate(2-HPMA), ethyl methacrylate, and n-butyl acrylate. The addition polymerization of these monomers, especially including flexible CLA monomer and 2-HPMA monomer with OH funtional group, under appropriate reaction conditions resulted in polymers with controlled glass transition temperature(Tg) and crosslinking density. The molecular weight(Mw) of these polymers(BEHCs) was 2940~3240 and polydispersity (Mw/Mn) was in the range of 1.61~1.72. The viscosity and the molecular weight of these acrylic resins increased with increasing Tg. The coated films were prepared using curing reaction between BEHC resin and butylated urea curing agent at 100℃ for 30 minutes. Our experimental resulted showed that enhancement of the coating properties such as adhesion, flexibility, impact resistance, water resistance, and abrasion resistance could be expected through introducing CLA component in acrylic resin for the high-solid content acrylics/urea coatings.

Acrylic quarternary polymers were synthesized to prepare high-solid coatings. Acrylic resins were synthesized by the radical polymerization of n-butyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate and acetoacetoxyethyl methacrylate. From the results of experiment on reaction condition to get high-solid acrylic resins with 70% solid content and viscosity of 1200cps, it was found that di-tert-amyl peroxide among the four types of initiators have lower viscosity and higher degree of conversion. The optinum initiator amount, chain transfer agent, reaction temperature and the dropping time were 5wt%, 4wt%, 150℃ and 5hrs, respectively.

Quater polymer(MBHA) containing two types of acrylic functional group, acetoacetoxyethyl methacrylate(AAM) and 2-hydroxyethyl acrylate was prepared. Then, the MBHA was blended with polyisocyanate type Desmodur IL as a curing agent. Thereafter the mixture was cured at room temperature to get high solid acrylic/polyisocyanate. The MBHA was synthesized at 150℃ for 6 hours typically, and the final conversion reached 87-88%. Lowering Tg and increasing AAM amount in the MBHA resulted in high value of conversion. There was no difference in conversion with the variations of OH values. From the results of physical property tests, MIHS coating was proved to be a good automotive top-coating material.

파장분할다중 광소자용으로 새로운 치환된 고분자인 폴리아릴렌에테르를 합성하였다. 이 물질은 열적으로 500˚C까지 안정하며, 1.5μm의 파장 근처에서 넓은 투과 영역을 가진다. 굴절률도 1.495-1.530의범위에서 불소 함유량으로 조절되었다. 단일 모드 광도파로를 제작하여 광도파손실을 측정하였다. 측정된 광도파손실은 1.55μm의 파장에서 0.2 dB/cm 이하였다.

The study on penetrant transport in glassy polymers has been actively pursued for decades because of its growing significance in polymer processing and related applications such as not only membranes, but corrosion protective coatings, microlithography, microelectronic fabrication, etc. In membranes application of polymeric materials, successful utilization requires understanding of how solvents penetrate, swell, and sometimes dissolve polymeric materials under various environmental conditions, as their permselecdve performance is significantly affected by it. The expose of polymer membranes to solvents may result in the structural failure due to mechanical softening, embrittlement or crazing.

플라스마 고분자막을 통한 일반기체들(He, H2,CO2,O2,N2,CH4 등)의 투과특성을 조사하였으며 IR 분석을 통하여 플라즈마 고분자의 화학적 구조를 살펴 보았다. 플라즈마 고분자막은 불소를 함유한 방향족 화합물의 플라즈마 중합에 의하여 제조하였으며 이 막을 통한 기체투과실험은 35℃, 1기압에서 행하였다. 이 막들의 투과계수는 투과기체의 분자 크기가 커질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 플라즈마 고분자의 O2/N2 선택투과도는 상용고분자보다 약간 낮았으나 CO2/CH4 선택투과도는 상용고분자보다 매우 높은 것으로 나타났다. FT-IR 분석을 통하여 플라즈마 고분자는 방향족과 지방족 구조를 모두 포함한 구조를 이루고 있다는 것을 알 수 있었다.

탄소섬유 시편의 폭(12mm, 36mm, 48mm)을 변수로 총 30회 인장시험을 실시하였다. 항복 후 응력이 재분배되어 물성치가 평균화되는 강재/철근의 인장시험과는 달리 탄소섬유는 그 취성특성으로 급격히 파단하고, 응력재분배를 기대하기 어렵다. 시편제작 및 설치오차 등이 응력 편차의 주요원인이며, 일부 W1.5, W2.0시편의 부분파단 및 단면확장부의 박리 또한 극한강도의 편차를 유발하였다. 이러한 편차요인에 의한 파단응력의 변동성이 폭에 따른 파단응력의 변화보다 큰 것으로 추정되며, 이 편차를 정량화하여 평가 및 보정이 필요하다.

취성재료인 탄소섬유보강폴리머(CFRP)의 시편시험에서 총변형량과 유효길이로서 유도되는 환산변형률을 도입하고, 환산변형률의 장점을 기술하였다. 일반적으로 재료의 인장물성을 결정하기 위해 스트레인 게이지 측정값을 사용하지만, 취성특성을 가지는 CFRP에서는 항상 유효한 것은 아니다. 그 이유는 취성재료에서는 응력재분배를 할 수 없으며, 스트레인 게이지의 측정값은 국부거동만을 나타기 때문이다. 따라서 환산변형률은 취성재료의 인장인장특성의 평균값을 측정하고 변형률과 측정값을 검증하는 보조지표로서 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 환산변형률은 1) 제작 오차(편차) 와 세팅 오차(정렬 불량)에 의해 발생하는 초기 내부 변형률에 기인한 영향과 2) 불균일 변형분포로 인한 부분파단 이후 거동을 명확히 가시화하는 장점이 있다.

In this study, tensile properties of carbon fiber reinforced polymers(CFRP) with and without epoxy resin were compared by direct tension test. Although the strength contribution of resin is generally neglected because it is relatively infinitesimal and hard to be evaluated on-site application, resin enables CFRP itself to have higher strength and stiffness by arranging the layout of carbon fiber bundle, by decreasing the stressed effective length and by stress redistribution between fibers.

본 연구에서는 유황을 폴리머화하여 내화학성능이 요구되는 구조물의 콘크리트 표면보호재로 활용할 수 있도록 성능을 검토하였다.평가 결과, 유황폴리머 표면도포재의 중력식 스프레이가 적절한 것으로 나타났으며, 도포횟수는 왕복 3회 이상 도포했을 때 1MPa 이상의 부착강도 확보가 가능하였다. 표면보호재가 도포될 콘크리트 표면조건은 상온조건 (20~30℃) 이상에서 높은 부착강도를 나타내었으며,온도가 높을수록 부착강도가 증가하였다. 표면보호재의 채움재 혼입량에 따른 강도특성 평가결과, 20~40% 정도 혼입된 채움재는 유황폴리머의 수축을 저감시키는 효과를 나타내어 강도 향상에 기여하였다. 또한, 플라이애시 보다는 규사 혼입시 부착강도가 높았고, 동시 혼입시가장 우수한 부착강도 특성을 나타내었다. 화학저항성은 플라이애시 및 규사를 각각 20% 대체한 배합에서 부착강도 저하가 최소로 되어우수한 내화학성을 나타내었다. 염소이온 침투에 대한 성능평가를 수행한 결과, 표면보호재를 도포하지 않은 시험체에 비하여 유황폴리머표면보호재를 도포한 경우, 29~48% 정도 염소이온침투저항성이 증대되었다. 표면보호재의 도포조건, 압축강도, 부착강도, 화학저항성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 본 연구범위에서는 유황폴리머에 채움재로서 규사와 플라이애시를 각각 20%씩 대체하는 것이 적절한수준인 것으로 판단된다.

물은 콘크리트의 중요한 재료 중 하나로, 콘크리트의 유동성, 초결 및 강도발현 등에 많은 영향을 주고 있음은 이미 널리 알려져 있다. 특히, 주변 온도와 습도에 따라 이동이 가능한 콘크리트 내부의 수분은 경화 초기에 콘크리트의 수축, 팽창, 그리고 균열 형성에 영향을 줄 뿐만 아니라, 장기강도 발현과 creep 등의 장기거동 및 동결융해와 알칼리 실리카 반응에 따른 장기열화에도 중요한 요인으로 작용한다. 이와 같이, 콘크리트 내부의 수분 조절이 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성 확보와 매우 밀접한 관련성을 갖는다는 것은 분명한 사실이다. 본 기사에서는 콘크리트 내부의 수분 조절을 위한 노력 중 고흡수성 수지(supersbasorbent polymer, SAP)를 활용한 새로운 시도와 관련한 기존 연구결과를 정리하여 소개하고자 한다. SAPs는 다량의 물을 흡수하여 내부에 저장할 수 있는 구조를 가진 고분자화합물로, 대부분 수용성 용액의 흡수를 위해 개발되어 왔다. 몇몇 SAP는 자중의 5000배에 달하는 물의 흡수가 가능한 것으로 보고되고 있지만, 산업용 SAP는 일반적으로 자중의 100~400배 정도의 물을 흡수할 수 있고(Fig. 1) 다양한 크기와 형태(Fig.2)로 제조가 가능한 것으로 알려져 있다. 물의 흡수와 건조에 의해 팽창․수축하는 SAP의 특성을 콘크리트에 적절히 활용할 경우, SAP는 외부환경의 변화에 대응하는 “smart materials”로서의 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.

Fibers of microbial polyesters, poly(3-hydroxy butyrate) (PHB) and poly(3-hydroxy butyrate-co-3-hydroxy valerate) (HB-co-HV) were prepared by electrospinning method. The obtained fibers were evaluated by differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, and oil absorption. The formation of fibers was strongly dependent on a concentration of solution. At a low concentration, the fibers contained beads which is from aggregation of polymer due to short evaporation time. The fine fibers with 2-5 mm diameter were obtained at 20 wt% concentration. The contact angle measurement showed that the fiber had higher water contact angle than the film due to the lotus-like effect. Oil absorbency showed that the fiber had higher than the film. Specially, the HB-co-HV fiber which was spinned from 20 wt% absorbed 65% oil which is much higher than that of a normal polypropylene-based oil paper.

The effects of addition of non degradable polymers, polystyrene (PS) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) on the rate of enzymatic degradation of biodegradable poly(l-lactide) (PLLA) have been studied in term of surface structure. Since a component in multicomponent polymeric system has shown surface enrichment, PS and PMMA which have lower surface energy than PLLA were selected as a minor blend component (5 wt%). Enzymatic degradation was carried out at 37 ºC and pH 8.5 in the aqueous solution of Proteinase K. Two blend systems, partially miscible (PS/PLLA) and immiscible (PMMA/PLLA), showed the surface enrichment of 4 and 2 times of PS and PMMA, respectively. From the weight loss profile data, the slow degradation rate of both blend films was observed. This indicates that PS or PMMA domains which exist at surface act as a retardant of enzymatic attack.

본 총설에서는 이산화탄소에 용해력이 있는 새로운 탄화수소 공중합체의 설계와 개발, 그리고 생체친화성 고분자의 초임계 중합을 위한 효과적인 계면활성제로써의 성능에 대해 소개하고, 초임계 유체의 기본적 개념을 용매로써의 성질과 고분자 합성분야에서의 응용적인 측면에서 기술한다. 이산화탄소에 높은 용해력을 지닌 탄화수소 고분자 중합을 위해 새로운 리빙라디칼 중합기술을 사용하였고, 이 물질들의 이산화탄소 내에서의 상거동을 측정하여 공중합체의 분자량과 구조가 용해도에 미치는 영향을 조사하였다. 초임계 분산중합에서의 효과적인 계면활성력을 확인하였고, 성장하는 입자의 안정화에 필요한 키 파라미터를 결정하기 위해 다양한 조건에서 실험을 수행하였으며, 화장품 분야에 응용될 수 있는 새로운 구조의 친환경 고분자 소재 개발에 이 연구가 적용될 수 있다는 잠재적인 가능성을 확인하였다.

본 논문에서는 FRP 복합체로 보강된 콘크리트 구조물의 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 동결융해 진행에 따른 FRP 복합체의 인장강도 및 콘크리트에 대한 인발접착강도의 변화를 측정하였다. 주 실험변수는 동결융해 조건, FRP 복합체의 종류, 동결융해 싸이클로 설정하였다. KS F 2456의 동결융해 시험규격에 따라 실시된 탄소섬유복합체의 인장강도는 최종 싸이클까지 변화가 없었으며, 또한 접착성능의 저하도 관측되지 않아 CFRP의 동결융해 저항성은 매우 우수한 것으로 나타났다. 이에 대하여 유리섬유복합체의 경우는 최종 싸이클에서의 인장강도 및 인발접착강도가 각각 10%, 15% 저하된 것으로 나타나 부분적으로 성능이 저하되는 것으로 나타났다. 그러나 접착강도 평가시 지속적인 동결수가 공급되는 상황에서는 상이한 결과가 나타날 수 있으므로 이에 대한 주의가 필요할 것으로 판단된다.