Transparent Waterborne Polyurethane Composite Reinforced with Chitosan Nanofibers

본 연구에서는 친환경성, 생분해성, 우수한 기계적 특성 등의 다양한 장점을 가진 키토산의 나노섬유화를 위해 유기용 매를 사용하지 않고, 물리적인 방식만을 이용하여 키토산의 나노섬유화를 진행하였으며, 폴리우레탄의 대안으로 떠오르는 수분산 폴리우레탄의 단점인 기계적 물성 개선을 위해 키토산 나노섬유를 필러로 도입하였다. TCF와 ACC의 복합 활용을 통해 약 40 nm의 키토산 나노섬유를 제조할 수 있었으며, 1.0~7.5%의 비율로 수분산 폴리우레탄과 복합화 및 free standing 필름을 제조하여 기계적 특성 및 투과도를 측정하였다. 키토산 나노섬유를 필러로 도입하여 수분산 폴리우레탄과 복합화 결과 투과도는 순수한 수분산 폴리우레탄에 비해 낮아지지만 5.0% 비율까지는 가시광 영역(550 nm)에서 80%이상의 결과를 확인할 수 있었다. 또한 기계적 물성확인을 위해 UTM 측정 결과 키토산 나노필러 도입 시 연신율은 감소하지만 인장강도 및 인성이 증가하는 것을 확인하였으며, 1.0%에서 높은 기계적 물성 개선 효과를 확인하였다. In this study, we report on synthesis of an optically transparent, mechanically tough waterborne polyurethane (WPU) nanocomposite incorporating chitosan nanofiber (CsNF) as the reinforcing fillers. We use an anionic WPU synthesized using poly(tetrahydrofuran) (PTMEG), isophorone diisocyanate (IPDI), and dimethyl propionic acid (DMPA) as the internal emulsifier. Aqueous colloidal suspensions of the CsNF nanofillers are prepared using top-down physical nanofibrillation systems based on Taylor-Couette flow (TCF) and aqueous counter-collision (ACC). The time and number of TCF and ACC treatment were controlled as processing parameters to explore the optimal condition that allows high nanofibrillation efficiency for CsNF. The SEM analyses showed that the size and diameter of CsNF were effectively reduced as increasing the TCF treatment time and the number of ACC pass numbers. Finally, blending of the two waterborne materials (WPU and CsNF) renders homogeneous WPU/ CsNF (1 - 7.5 wt%) nanocomposites that simultaneously achieve an outstanding mechanical toughness and high optical transparency (>80%)

플렉시블 소자의 제작 방법

Disclosed is a method of fabricating a flexible device, which includes surface-treating one or both sides of a carrier plate so that regions with different surface-treatments are formed on the same side of the carrier plate, forming a glass-filler reinforced plastic substrate film on the surface-treated carrier plate, forming thin film patterns on the glass-filler reinforced plastic substrate film, and separating the glass-filler reinforced plastic substrate film having the thin film patterns formed thereon from the carrier plate, and in which the surface-treating of the carrier plate enables the glass-filler reinforced plastic substrate film to be easily separated from the carrier plate without an additional process such as using a solvent or a laser release technique

Nanofibrillation of TEMPO-treated α?chitin with Different NaClO Concentration Via Aqueous Counter Collision

자연계에 풍부한 천연 고분자로써 생분해성, 향균성 및 우수한 기계적 특성 등의 장점에도 불구하고 섬유들 사이 수소결합에 의한 불용성으로 활용에 제한이 있었던 α-키틴의 나노섬유화를 진행하였다. TEMPO 매개 산화를 통한 화학적 전처리 후 수중대향충돌(ACC)이라는 하향식(top-down) 물리적 나노섬유화 과정을 통해 물리 화학적 나노섬유화 방법으로 균일한 크기의 키틴 나노섬유(ChNF)를 확보하였다. TEMPO 매개 산화 시 산화제로 사용된 NaClO의 농도를 조절하여 산화시켰을 때, 30 mmol NaClO 사용 후 ACC 처리하였을 때 가장 균일한 키틴 나노섬유(ChNF)가 관찰되었다. TOCNF는 나노섬유화 후에도 키틴 고유의 화학 및 결정구조를 유지하고 있음을 FT-IR 및 XRD분석을 통해 확인하였다. 또한 사용된 NaClO의 농도에 따른 분산안정성을 제타전위를 통해, 필름의 광학적 특성을 투과도 측정을 통해 그 값이 키틴 나노섬유화 정도에 따라 향상됨을 확인하였다. In this study, we reported on the nanofibrillation degree of TEMPO-oxidated α-chitin nanofibers (TOChNF) according to the oxidant NaClO concentration using aqueous counter collision (ACC) method as the means to implement the physical nanofibrillation of the TOChNF. We found that, for an equivalent ACC treatment level, the decrease of TOChNF diameter after TEMPO-mediated oxidation becomes more effective upon ACC treatment as the NaClO concentration is increased due to greater electrostatic repulsion between TOChNFs. Nevertheless, during the ACC treatment of the TOChNF, the original chemical and crystal structures were maintained. In addition, our Zeta potential analysis showed that the dispersion stability of TOChNF in aqueous suspension is improved as the NaClO concentration is increased. The solvent-casted film of the ACC-treated TOChNF also showed increased optical transmittance at higher NaClO concentration

Fabrication Method of Flexible Devices

본 발명의 플렉시블 소자의 제작 방법은, 지지체를 일면 또는 양면에 동일 면 상에 서로 상이한 표면처리 영역을 가지도록 표면 처리하는 단계; 상기 표면 처리된 지지체의 상에 유리필러 강화 플라스틱 기판을 형성하는 단계; 상기 유리필러 강화 플라스틱 기판 위에 박막 패턴을 형성하는 단계; 및상기 박막 패턴이 형성된 유리필러 강화 플리스틱 기판을 지지체로부터 분리시키는 단계;를 포함한다. 이와 같이 지지체의 표면 처리를 이용하면 소자가 용매 및 레이저 사용 등을 포함하는 추가적인 공정의 도입 없이 제작된 유리 필러 강화 플라스틱 기판을 지지체로부터 용이하게 분리할 수 있다

Transparent Waterborne Polyurethane Composite Reinforced with Cocoon Silk Nanofibers

본 연구에서는 친환경 및 우수한 생분해성과 기계적 특성 등의 장점을 가지는 실크를 유기용매 사용 없이 ACC를 도입하여 물리적 방법으로만 실크의 나노섬유화를 진행하였다. ACC 처리 후 실크 나노섬유의 직경이 139 nm로 나노섬유화가 된 것을 알 수 있다. 이렇게 제조한 실크 나노섬유를 수분산 폴리우레탄에 필러로 도입함으로써 취약점인 기계적 물성을 개선하고자 하였다. 실크 나노섬유를 1.0~5.0 wt%의 비율로 수분산 폴리우레탄과 복합화를 진행 후, Free standing 필름을 제조하여 기계적 특성을 확인하고 투과도를 측정하였다. 실크 나노섬유를 필러로 도입하였을 때 기계적 물성의 경우, 연신율은 감소하나 인장강도, 인성이 증가하여 WPU/SNF 2.5%에서 높은 기계적 물성 개선 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 그러나, 실크 나노섬유의 첨가 비율이 증가할수록 투과도가 감소하였다. 실크 나노섬유가 1.0% 첨가되었을 때 투과도가 66.95%로 확인할 수 있다. 기계적 특성과 광학적 특성을 고려하였을 때, 순수한 WPU에서 SNF를 1.0% 첨가하였을 때, 기계적 물성이 좋고 투명한 실크 수분산 폴리우레탄 복합소재를 얻을 수 있다. In this study, we report on the synthesis of an optically transparent, mechanically robust, water-based polyurethane (WPU) with excellent physical properties and nanocomposites containing silk nanofibers (SNFs) as reinforcing fillers. We use an anionic WPU synthesized poly(tetrahydrofuran) (PTMEG), isophorone diisocyanate (IPDI) and dimethyl propionic acid (DMPA) as internal emulsifiers. Aqueous colloidal suspensions of SNFs are prepared using a top-down physical nanofibrillation system based on: Aqueous counter collision (ACC). Different treatment time and number of ACC processing are tested as processing variables explore optimal conditions that allow high nanofibrillation efficiency for SNFs. SEM analyses showed that the size and diameter of the SNF effectively decrease as the number of ACC passes increased. Finally, mixing the two water-based materials (WPU and SNF) produces a homogeneous WPU/SNF. SNF (1-5 wt%) nanocomposites that simultaneously achieves enhanced mechanical toughness and optical transparency

Characteristic enhancement of methacryl HYBRIMER with addition of acrylic intermediates

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2007.2, [ v, 114 p. ]나노 기술(Nanotechnology)은 nm 수준의 초 미세 영역에서 물질을 제어하는 혁신적인 기술로서 21세기를 이끌어나갈 중점 기술이다. 과학의 발전으로 인하여 우리가 제어할 수 있는 재료의 영역이 마이크로 단위를 넘어서 드디어 나노 단위까지 가능하게 되었다. 이러한 나노 과학에서 연구되는 재료는 기존의 재료들이 구현하지 못했던 우수한 혁신적인 성능을 나타내고 있으며 또한 그 무한한 가능성으로 인하여 전기, 광학, 촉매, 세라믹, 복합재료 등의 다양한 분야에서 주목 받으며 현재 매우 활발한 연구가 진행 중이다. 이러한 나노 과학에서, 특히 복합재료의 분야에서는 기계적 강도를 증가시키기 위한 세라믹 나노 미립자 복합체, 탄소 나노 튜브를 이용한 복합체 뿐만 아니라, 전기 광학적 응용을 위한 반도체 나노 미립자 복합체부터 의학용 생체 고분자에까지 적용되어 나노 복합재료의 개념을 더 넓힐 수 있었다. 복합재료 분야에서 대표적으로 꼽을 수 있는 무-유기 나노 복합체는 나노 단위(nano size)에서 조절되어 만들어질 수 있는 나노 재료이며, 무엇보다 기존의 무기재료와 유기재료의 단점을 서로 보완하며 장점을 동시에 이용할 수 있는 재료로써 여러 응용분야에서 적용되며 현재 많은 연구가 진행되고 있다. ORMOCER(organically modified ceramic) 혹은 HYBRIMER(hybrid material)라 불리는 무-유기 나노 복합체는 유기구조와 무기구조를 동시에 갖는 물질로 기존의 솔-젤 공정을 통하여 저온에서도 쉽게 합성할 수 있고, 유기 금속 알콕사이드를 사용하면서 무기재료의 망목구조와 유기재료의 망목구조가 분자단위에서 서로 화학적으로 결합하기 때문에 분자단위의 매우 높은 균일성을 지닌 무-유기 나노 하이브리드 재료의 제조가 가능하게 되었다. 기존의 무-유기 나노 하이브리드 재료는 주로 유기 금속알콕사이드의 가수분해 및 축합반응을 일으키기 위하여 물을 사용하는 ‘가수 솔-젤 공정’으로 제조되었으나 사용되는 물에 의해 필연적으로 발생하는 단점이 있어 그 응용분야가 제한되었다. 이를 해결하여 무-유기 하이브리드 나노재료의 응용분야를 더욱 확대시키고자 ‘비가수 솔-젤 공정’이 대두되었다. 비가수 솔-젤 공정은 물 없이 무기 망목구조를 형성시킬 수 있기 때문에, 최근 무-유기 나노하이브리드 재료의 제조에 있어 큰 비중을 차지하며 연구되고 있다. 이러한 비가수 솔-젤 공정으로 제조되는 무-유기 하이브리드 나노재료 중, 메타크릴기가 수식된 실리카 망목구조를 가지는 Methacryl HYBRIMER는 우수한 광학적 특성 및 나노임프린트 재료로서의 응용 가능성으로 인해 현재 활발한 연구가 이루어지고 있다. 그러나 합성단계에서 먼저 형성되는 실리카 망목구조(network)의 입체장애(steric restriction)로 인해, 광경화 시 형성되는 유기 메타크릴 망목구조의 형성이 자유롭지 못하는 문제점이 제기되었다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 메타크릴레이트 망목구조의 형성을 돕기 위한 아크릴 중간체를 첨가하여 경화 거동 및 구조를 분석하고 그에 따른 특성변화를 살펴보았다. 이를 바탕으로 기존의 MD HYRBIMER의 열 특성 및 기계적 특성 등 기존의 MD HYBRIMER의 특성이 유기 망목구조의 강화를 통하여 개선됨을 확인하였다.한국과학기술원 : 신소재공학과

Transparent composite composition

Provided is a non-hydrolytic transparent composite composition having excellent transparency and heat resistance, and a low thermal expansion coefficient. Particularly, the transparent composite composition includes a glass filler dispersed in a crosslinked transparent resin produced by a non-hydrolytic reaction. The non-hydrolytic transparent siloxane resin is a resin having Si-O (siloxane) bonds, a resin having at least one kind of heterometal bonds, including Si-O bonds, or the resin further containing other ingredients. When the transparent siloxane resin produced by a non-hydrolytic reaction forms a composite in combination with the glass filler, the composite realizes high transparency and heat resistance, as well as a low thermal expansion coefficient. Therefore, the transparent composite composition is useful as a substrate for thin film transistor (TFT) devices, display devices and optical devices

METHOD FOR MANUFACTURING CHITIN NANOFIBER FILM USING CENTRIFUGAL CASTING

본 발명은 원심 캐스팅을 이용한 키틴 나노섬유 필름 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키틴(Chitin) 원료를 단일 용액 공정으로 용액화 시켜 키틴 용액을 생성하는 단계; 상기 생성된 키틴 용액을 원심 캐스팅(Centrifugal casting) 공정을 통해 용매 휘발에 의한 자기조립형(EISA: Evaporation-induced self-assemly) 키틴 나노섬유 필름(Chitin nanofiber film)을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 키틴 나노섬유 필름을 기설정된 온도 및 압력으로 진공가압을 하여 캘린더링 처리하는 단계를 포함하는 키틴 나노섬유 필름의 제조 방법을 제공하고자 한다