Characteristics of poly(N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) hydrogels synthesized by γ-irradiation :감마선 조사를 통해 합성한 Poly(N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) 하이드로겔의 물성 연구

오인욱

자료유형: 학위논문

저자정보: 오인욱 (한양대학교, 한양대학교 대학원)

지도교수: 손대원

발행연도: 2020

저작권: 한양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수6

초록· 키워드

본 연구에서는 화학 첨가물에 대한 사회의 부정적인 인식을 고려하여, 감마선을 활용하여 촉매, 가교제, 개시제 등의 화학 첨가물들의 사용을 대체할 합성법을 제시하였다. 표면의 수많은 수산화 그룹(-OH)을 가진 무기 클레이인 laponite는 감마선을 조사한 뒤 개시제와 가교제의 역할을 수행했다. 이에 따라 세 가지 다른 방법으로 poly(N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) 하이드로겔을 합성하였다. 혼합액 조사법(CG method)에서는 NiPAM 단량체와 laponite 클레이 용액에, 단량체 조사법(MG method)에서는 단량체 용액에 감마선을 조사하였고, 화학 개시법(CI method)은 potassium persulfate(KPS) 개시제를 활용하여 합성하였다. 기존의 합성법에서는 N,N’-methylenebisacrylamide를 가교제로 활용한 반면 감마선을 활용하였을 때는 그의 높은 에너지로 인해 가교제 없이도 라디칼을 만들며 3차원 네트워크 형성하였다. 또한 수화겔은 가교제가 없는 용액(단량체 조사법)으로도 합성하였다.
이렇게 합성한 PNiPAM 수화겔의 화학적, 기계적 성질들이 연구되었다. PNiPAM수화겔의 미세구조를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(SEM)을 활용하여 형태학을 연구하였다. 그 결과 이 방법들 모두 벌집 모양의 다공성 구조를 보였지만, 그들의 균일도는 모두 다르게 나타났다. 이들의 기계적인 성질 역시 유동계를 활용하여 측정되었다. 혼합액 조사법으로 합성한 하이드로겔은 가장 큰 기계적 힘을 가졌고, 화학 개시법에서 가장 작은 기계적 힘을 나타내었다. 그 후 혼합액 조사법에서 가장 큰 저장 탄성률이 나타나는 이유와 그 용액들의 가교 밀도와의 상관관계를 보이기 위하여 수화겔의 팽창 실험이 수반되었다. PNiPAM 수화겔이 갖는 특성인 자가치유 능력과 낮은 임계 용액 온도 (LCST) 또한 측정하여, 서로 다른 합성법에 따라 비교하였다. 그리고 이러한 측정들의 차이점에 대하여 화학적인 배경을 연구하였다.

Considering the negative atmosphere of toxic chemical additives, γ-irradiation is suggested to replace chemical additives; catalyst, cross-linker and initiator. Laponite, an inorganic synthetic clay having many oxide (-OH) groups on its surface, acted as a role of initiator and cross-linker itself after γ-irradiation. Three different methods were used preparing poly(N-isopropylacrylamide) (PNiPAM) hydrogels; γ-ray was irradiated to monomer-laponite clay solution in composite gamma-ray (CG) method, to monomer solution in monomer gamma-ray (MG) method, and chemical initiator (CM) method gel was synthesized by potassium persulfate (KPS) initiator to monomer-laponite clay solution. With high energy of γ-ray, radicals were generated forming 3-D network without any cross-linker while CI method uses N,N’-methylenebisacrylamide as a cross-linker. The hydrogel was synthesized when the solution had no cross-linker (MG method).
Then the chemical and mechanical properties of PNiPAM hydrogels are investigated. The morphology of PNiPAM hydrogels was investigated to see microscopic structure using scanning electron microscope (SEM). All the methods have porous beehive-like structure but their uniformity were all different. MG method gel had the most uniform microstructure. And their mechanical properties were also measured using rheometer. CG method gel had the highest mechanical strength while CI method had the lowest one. Then swelling experiments were followed to show the highest storage modulus (G’) of CG method gel in rheology is related to its highest cross-linking density among them. Using the Flory-Rehner equation, the cross-linking density of PNiPAM hydrogels could be calculated with swelling data. The unique properties of PNiPAM hydrogel, self-healing property and LCST (lower critical solution temperature), were also observed and compared between methods. And the chemical correlations of these results are studied.

#화학

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)