[고분자공학] Designing and evaluating sealing products by Self healing Rubber polymer

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레포트 > 공학계열
2009.08.27
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소개글

[고분자공학] Designing and evaluating sealing products by Self healing Rubber polymer에 대한 자료입니다.

Abstract
Theorem
Self Healing Rubber
기존 개발된 자기치유 고분자
Advantages
1. 공학적으로 범용성이 높다
2. 상온에서도 자기치유능력을 보인다
3. 반영구적인 재생이 가능하다
4. 환경 친화적 소재이다
Application No.1 탄산음료수 마개
1. 탄산음료수 마개를 선정한 이유
Application No.2 화장품 마개
1. 화장품 마개를 선정한 이유
2. 화장품 산업의 특징
3. 어떠한 장점이 있을까?
4. 경제적일까?
5. 결 론
Designing sealing product
앞으로의 연구과제
1. Self-healing의 결합력
2. 범용성을 위한 Tg온도 조절
3. Self-healing 속도조절

본문내용

프랑스의 연구원들은 고무의 탄성을 가지면서, 상온에서 반복적으로 복구될 수 있는 재료를 개발했다 [Cordier et al., Nature (2008) 451, 977]. 이 재사용 가능한 고분자는 재생 자원에서 얻어지는 저비용의 원성분들을 사용하여 간단히 합성될 수 있다고 한다.
많은 일반적인 고무들의 가역적인 인장은 가교된 고분자의 긴 사슬에 의해서 만들어진다. 프랑스 파리에 있는 Ecole Superieure de Physique et Chimie Industrielles(ESPCI/CNRS)의 Philippe Cordier와 동료들은 오히려 초분자(supramolecular) 네트워크를 이용하여 고무와 비슷한 바람직한 탄성을 만들어 내었다.
연구원들은 식물성 기름에서 얻어지는 두 개 또는 세 개의 acid기를 가지는 지방산을 이용해서 조립체를 만들었으며, 시작 혼합물은 diethylene triamine으로 응축되고, urea와 반응되어, 상보적 수소 결합 그룹을 가지는 oligomer의 혼합물을 만들었습니다. 이러한 ditopic 및 multitopic 분자들은 부분 가교되어 효과적으로 결정화를 방해하며 탄성을 증진시키는 네트워크를 형성할 수 있다.
이런 참신한 자가치유 특성은 물론 수소결합의 결과라고 Cordier와 동료들은 설명한다. 파괴는 수소 결합 네트워크의 많은 연결되지 않은 그룹을 노출시키는데, 이것은 초분자의 연결 강도가 공유 결합의 연결 강도보다 낮기 때문이며, 이러한 그룹들은 연결되는 것을 '갈망'하며, 다시 접촉했을 때 계면을 효과적으로 연결시키려 한다고 한다.

○ 기존 개발된 자기치유 고분자
일리노이 대학 연구원들은 균열이 생겼을 때 스스로 치유할 수 있는 자가 치유 고분자를 만들었다. 그 구조는 아래 그림과 같다
자가 치유의 원리는 그림 2과 같이 폴리실록산이 주성분인 healing agent는 코팅 중에 상분리되어 분산되어 있으며 경화를 가능하게 하는 촉매는 마이크로캡슐 내에 담지되어 코팅 중에 분산되어 있는 형태이다. 외부의 힘에 의해 코팅의 손상이 발생하고 이에 의해 마이크로 캡슐이 깨지게 되면 경화촉매가

유출되어 분산되어 있는 폴리실록산을 경화시켜 손상 부위를 치유한다고 설명하고 있다.
또한, 경우(healing agent가 코팅 물질과 반응할 가능성이 있는 경우)에 따라서는 healing agent도 마이크로 캡슐내에 담지하여 사용할 수 있다.

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