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(숭실대학교, 숭실대학교 대학원)

지도교수
정재우
발행연도
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숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수7

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Microencapsulation 기술에 의해 제조되는 마이크로캡슐은 농업, 촉매, 제약, 식품산업 등 다양한 분야에서 응용되고 있다. 그 중 자가치유 분야에서 두각을 나타내고 있다. 기존의 연구들에서는 마이크로캡슐을 이용하여 물질의 자가치유를 테스트 하였고, 그 기능을 확인할 수 있었다. 그러나 마이크로캡슐의 기계적, 열적 안정성 및 코어를 장기간 함유할 수 있는 수명 등 캡슐자체의 특성 분석에 대한 연구와 캡슐이 함유된 복합체의 특성 분석에 대한 연구가 미흡하였다.
따라서 본 논문에서는 앞선 연구에서 진행되지 않았던 마이크로캡슐의 안정성을 증가시키기 위해 재합성을 통한 다중벽의 형성, 무기물인 실리카 코팅에 대한 연구와 마이크로캡슐을 분산시켜 제조한 복합체의 물성 변화에 대한 연구를 진행하였다. 마이크로캡슐의 형태 및 형태 안정성과 RPM에 따른 사이즈를 확인하기 위해 OM을 이용하였다. stirring rate의 증가는 emulsion의 크기를 작게 하였고, 그 결과 마이크로캡슐의 평균 크기를 감소시켰다. 코어가 마이크로캡슐 내에 존재하는지의 여부와 마이크로캡슐의 화학적 안정성 및 외벽의 안정성을 확인하기위해 1H-NMR을 사용하였고 내부에 안정적으로 코어가 함유되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한 다중 벽을 형성함으로서 캡슐의 안정성이 증가됨을 알 수 있었다. TGA를 이용한 승온조건과 등온조건에서의 실험에서는 다중 벽을 형성한 마이크로캡슐의 열적 안정성이 증가됨을 알 수 있었다. FT-IR과 FE-SEM의 EDS를 통해 실리카를 이용한 무기물 코팅처리의 여부와 표면 형태 및 실리카 분포를 확인하였다. 실리카가 코팅되지 않은 마이크로캡슐에서는 관찰할 수 없었던 규소(Si)가 분포되어 있음을 확인하였고, 실리콘 결합이 형성되어 있음을 확인할 수 있었다. 코팅된 마이크로캡슐과 되지 않은 것을 이용하여 함량별로 LSR 복합체를 제조하고, 두 종류의 마이크로캡슐이 기존 물질인 LSR의 물성에 미치는 영향을 확인하기 위해 rheometer를 이용하여 경화되기 전의 물성을 관찰하고, 경화 이후에 필름으로 제조된 복합체의 기계적 특성을 관찰하기 위해 UTM을 이용하였다. 그 결과 경화 전 상태에서는 캡슐과 LSR의 interaction이 존재하여 점도가 증가함을 알 수 있었고, 필름으로 제조하여 기계적 강도 측정 시 neat LSR sheet보다 기계적 강도가 떨어짐을 확인하였다.
다중 벽과 무기물 코팅처리로 마이크로캡슐의 여러 가지 안정성이 증가됨을 확인하였고, 실제 복합체의 제조로 보완되어야 할 부분들도 확인 할 수 있었다. 필요에 따른 다중 벽의 형성과 선택적인 표면처리로 응용분야의 확대까지 기대할 수 있을 것이다.

목차

  1. 국문초록 ⅵ
    영문초록 ⅷ
    제 1 장 서론 1
    제 2 장 실험 5
    2.1 시약 및 시료 5
    2.2 마이크로캡슐의 제조 6
    2.2.1 MUF1 마이크로캡슐 합성 6
    2.2.2 MUF2, MUF3 마이크로캡슐 합성 6
    2.3 마이크로캡슐의 실리카 코팅 8
    2.4 마이크로캡슐을 함유한 LSR 복합체 제조 9
    2.4.1 LSR과 마이크로캡슐의 혼합 9
    2.4.2 LSR sheet 제조 10
    2.5 특성 분석 10
    2.5.1 MUF 마이크로캡슐의 분석 10
    2.5.1.1 OM 분석 10
    2.5.1.2 1H-NMR 분석 11
    2.5.1.3 TGA 분석 11
    2.5.1.4 FE-SEM 분석 11
    2.5.1.5 FT-IR 분석 12
    2.5.1.6 EDS 분석 12
    2.5.2 LSR 복합체의 분석 12
    2.5.2.1 Rheometer 분석 12
    2.5.2.2 UTM 분석 13
    제 3 장 결과 및 고찰 14
    3.1 MUF 마이크로캡슐의 특성 분석 14
    3.1.1 MUF1, MUF2, MUF3의 형태 안정성 확인 14
    3.1.2 rpm에 따른 MUF3의 크기 및 크기분포 17
    3.1.3 MUF3의 코어 함유 확인 19
    3.1.4 MUF3S의 형태 안정성 확인 20
    3.1.5 MUF3S의 실리카 코팅 표면 확인 21
    3.1.6 MUF3S의 코어 함유 확인 25
    3.1.7 MUF3와 MUF3S의 열적 안정성 확인 26
    3.1.8 MUF3와 MUF3S의 외벽 안정성 확인 29
    3.2 마이크로캡슐을 함유한 LSR 복합체의 특성 분석 31
    3.2.1 MUF 마이크로캡슐이 함유된 LSR의 형태 확인 31
    3.2.2 액체상태의 LSR의 분석 34
    3.2.3 고체상태의 LSR의 분석 37
    제 4 장 결론 39
    참고문헌 42

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