본 연구에서는 먼저 DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process라 불리우는 Yoldas's process를 응용하여 광촉매특성을 지닌 나노 티타니아 입자가 현탁되어진 투명한 수용성 티타니아졸의 제조 조건을 확립하고, 제조 조건에 따른 졸의 변화와 숙성시간에 따른 입자 성장과 결정상의 변화를 관찰하고, 이를 동결 건조하여 초미립 티타니아 분말을 제조 평가하였다. 또한, 이 수용성 티타니아 졸을 이용하여 후술할 ...
본 연구에서는 먼저 DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process라 불리우는 Yoldas's process를 응용하여 광촉매특성을 지닌 나노 티타니아 입자가 현탁되어진 투명한 수용성 티타니아졸의 제조 조건을 확립하고, 제조 조건에 따른 졸의 변화와 숙성시간에 따른 입자 성장과 결정상의 변화를 관찰하고, 이를 동결 건조하여 초미립 티타니아 분말을 제조 평가하였다. 또한, 이 수용성 티타니아 졸을 이용하여 후술할 친수성하이브리드 코팅 필름제조에 이용하여 그의 친수성 특성을 평가하였다. 이어서, 제조한 수용성 티타니아 졸을 코팅필름화 하기위하여 화학첨가제 없이 산촉매만을 이용하여 티타늄 알콕사이드로부터 비수용성 Titania sol의 제조 하였으며, 숙성 시간에 따른 졸의 안정성을 조사하였다. 마지막으로 상기와 같이 제조된 수용성 티타니아졸과 비수용성졸을 이용하여 금속·무기재료(세라믹)기재용 코팅 필름과 폴리카보네이트, 아크릴 등과 같은 폴리머 기재용 코팅필름을 제조하기 위한 실험을 행하였으며, 이들의 자외선 조사 조건에 따른 친수성 특성을 평가하였다. 본 실험의 결과는 다음과 같다. (1) 수용성 티타니아졸 제조되어진 수용성 티타니아 졸의 입자크기는 제조 조건에 따라, 20∼90nm이었다. 또한 동결건조법(Freeze drying method)으로 얻어진 티타니아 분말의 결정상은 사용되어진 산 촉매의 조건에 따라 비정질에서 Anatase로, 다시 Rutile로 변화하는 상전이 현상이 관찰 되었으며, 이러한 상전이 구동력은 농도차에 의한 것으로 생각된다. (2) 비수용성 티타니아 졸 메탄올을 용매로 하고 소량의 물로 가수분해 시킨 비수용성 티타니아졸을 제조하였으며, 이렇게 제조된 티타니아졸은 상온상태에서 20일간의 안정성을 나타내었다. 또한 소량의 킬레이팅 첨가제인 AcAc 및 EG를 첨가한 안정한 비수용성 티타니아 졸을 얻을 수 있었다. (3) 초친수성 복합졸과 유무기 하이브리드화 상기 언급한 초친수성을 나타내는 수용성 티타니아 졸을 기본으로 이것에 결합제로서 비수용성 티타니아 졸과 실리카졸을 이용하여, 금속·세라믹·목재용 산화물 무기복합졸을 제조하였으며, 또한 상기 비수용성 티타니아 졸에 친수성 실란인 APMS(3-Aminopropyltrimethoxysilane)와 GPTS(3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane) 그리고 친수성이며 유기망목구조를 형성할 수 있는 HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate)를 반응시켜, 폴리머용 유무기하이브리드졸을 제조하고, 이들막의 특성을 조사한 결과 막경도는 무기산화물복합졸의 경우, 9H이상을 유무기 하이브리드졸의 경우는 6H이상의 막경도를 나타내었으며, 친수성 접촉각은 모두 10°이하를 나타내었다.
본 연구에서는 먼저 DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process라 불리우는 Yoldas's process를 응용하여 광촉매특성을 지닌 나노 티타니아 입자가 현탁되어진 투명한 수용성 티타니아졸의 제조 조건을 확립하고, 제조 조건에 따른 졸의 변화와 숙성시간에 따른 입자 성장과 결정상의 변화를 관찰하고, 이를 동결 건조하여 초미립 티타니아 분말을 제조 평가하였다. 또한, 이 수용성 티타니아 졸을 이용하여 후술할 친수성 하이브리드 코팅 필름제조에 이용하여 그의 친수성 특성을 평가하였다. 이어서, 제조한 수용성 티타니아 졸을 코팅필름화 하기위하여 화학첨가제 없이 산촉매만을 이용하여 티타늄 알콕사이드로부터 비수용성 Titania sol의 제조 하였으며, 숙성 시간에 따른 졸의 안정성을 조사하였다. 마지막으로 상기와 같이 제조된 수용성 티타니아졸과 비수용성졸을 이용하여 금속·무기재료(세라믹)기재용 코팅 필름과 폴리카보네이트, 아크릴 등과 같은 폴리머 기재용 코팅필름을 제조하기 위한 실험을 행하였으며, 이들의 자외선 조사 조건에 따른 친수성 특성을 평가하였다. 본 실험의 결과는 다음과 같다. (1) 수용성 티타니아졸 제조되어진 수용성 티타니아 졸의 입자크기는 제조 조건에 따라, 20∼90nm이었다. 또한 동결건조법(Freeze drying method)으로 얻어진 티타니아 분말의 결정상은 사용되어진 산 촉매의 조건에 따라 비정질에서 Anatase로, 다시 Rutile로 변화하는 상전이 현상이 관찰 되었으며, 이러한 상전이 구동력은 농도차에 의한 것으로 생각된다. (2) 비수용성 티타니아 졸 메탄올을 용매로 하고 소량의 물로 가수분해 시킨 비수용성 티타니아졸을 제조하였으며, 이렇게 제조된 티타니아졸은 상온상태에서 20일간의 안정성을 나타내었다. 또한 소량의 킬레이팅 첨가제인 AcAc 및 EG를 첨가한 안정한 비수용성 티타니아 졸을 얻을 수 있었다. (3) 초친수성 복합졸과 유무기 하이브리드화 상기 언급한 초친수성을 나타내는 수용성 티타니아 졸을 기본으로 이것에 결합제로서 비수용성 티타니아 졸과 실리카졸을 이용하여, 금속·세라믹·목재용 산화물 무기복합졸을 제조하였으며, 또한 상기 비수용성 티타니아 졸에 친수성 실란인 APMS(3-Aminopropyltrimethoxysilane)와 GPTS(3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane) 그리고 친수성이며 유기망목구조를 형성할 수 있는 HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate)를 반응시켜, 폴리머용 유무기하이브리드졸을 제조하고, 이들막의 특성을 조사한 결과 막경도는 무기산화물복합졸의 경우, 9H이상을 유무기 하이브리드졸의 경우는 6H이상의 막경도를 나타내었으며, 친수성 접촉각은 모두 10°이하를 나타내었다.
Firstly, a preparation process's conditions of aqueous sol which contains anatase-type nano titania particles with photocatalyic properties was established by using Yoldas process, so called, DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process in this study. And crystal size change and phase transfor...
Firstly, a preparation process's conditions of aqueous sol which contains anatase-type nano titania particles with photocatalyic properties was established by using Yoldas process, so called, DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process in this study. And crystal size change and phase transformation of titania particles in aqueous titania sol depending on reaction conditions was investigated by a light scattering method and XRD analysis of frozen dried powders, respectively. This sol with photo catalytic nano titania particles was used to the following hydrophilic hybrid coating film's fabrication and its properties was evaluated. Subsequently, for coating film using the above mentioned aqueous titania sol, non-aqueous titania sol was prepared without any chemical additives and its time stability according to aging time was investigate. Finally, by using the above mentioned aqueous titania sol and non-aqueous sol, a complex oxide coating sol for metal and ceramic substrate and a organic-inorganic hybrid coating sol for polymer substrate was prepared and it's hydrophilicity depending on UV irradiation conditions was evaluated. As a conclusions, the following results were obtained. (1) Aqueous titania sol The average particle size of titania in formed aqueous titania sol was distributed between 20∼90nm range depending on reaction conditions. And the crystal phase of titania powders obtained by frozen drying method was changed from amorphous state to anatase and subsequently transformed to rutile crystal phase and it is attributed to concentration gradient in aqueous sol. (2) Non-aqueous titania sol Non-aqueous titania sol was prepared using methanol as a solvent and a little distilled water for hydrolysis and nitric acid as a catalyst were used. The obtained non-aqueous titania sol was stable at room temperature for 20 days. Additionally, non-aqueous titania sol with addition of chealating reagent such as acethylaceton and ethylene glycol prolonged the stability of sol by six months. (3) Complex sol and hybrid sol with super hydrophilicity The above mentioned aqueous titania sol as a main photocataylic component and non-aqueous titania sol as a binder for coating process was used to prepare a complex sol used for metal, ceramic and wood material substrate and also to prepare the organic-inorganic hybrid sol for polymer substrate such as polycarbonate and polyethylene, in which process APMS(3-Aminopropyltrimethoxysilane) , GPTS(3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane) as a hydrophilic silane compound and HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate) as a forming network in hybrid coating film were used. The hybrid coating film such as prepared through this process showed a superhydrophilicity below 10° depending on processing conditions and a pencil's hardness over 6 H.
Firstly, a preparation process's conditions of aqueous sol which contains anatase-type nano titania particles with photocatalyic properties was established by using Yoldas process, so called, DCS(Destabilization of Colloidal Solution) process in this study. And crystal size change and phase transformation of titania particles in aqueous titania sol depending on reaction conditions was investigated by a light scattering method and XRD analysis of frozen dried powders, respectively. This sol with photo catalytic nano titania particles was used to the following hydrophilic hybrid coating film's fabrication and its properties was evaluated. Subsequently, for coating film using the above mentioned aqueous titania sol, non-aqueous titania sol was prepared without any chemical additives and its time stability according to aging time was investigate. Finally, by using the above mentioned aqueous titania sol and non-aqueous sol, a complex oxide coating sol for metal and ceramic substrate and a organic-inorganic hybrid coating sol for polymer substrate was prepared and it's hydrophilicity depending on UV irradiation conditions was evaluated. As a conclusions, the following results were obtained. (1) Aqueous titania sol The average particle size of titania in formed aqueous titania sol was distributed between 20∼90nm range depending on reaction conditions. And the crystal phase of titania powders obtained by frozen drying method was changed from amorphous state to anatase and subsequently transformed to rutile crystal phase and it is attributed to concentration gradient in aqueous sol. (2) Non-aqueous titania sol Non-aqueous titania sol was prepared using methanol as a solvent and a little distilled water for hydrolysis and nitric acid as a catalyst were used. The obtained non-aqueous titania sol was stable at room temperature for 20 days. Additionally, non-aqueous titania sol with addition of chealating reagent such as acethylaceton and ethylene glycol prolonged the stability of sol by six months. (3) Complex sol and hybrid sol with super hydrophilicity The above mentioned aqueous titania sol as a main photocataylic component and non-aqueous titania sol as a binder for coating process was used to prepare a complex sol used for metal, ceramic and wood material substrate and also to prepare the organic-inorganic hybrid sol for polymer substrate such as polycarbonate and polyethylene, in which process APMS(3-Aminopropyltrimethoxysilane) , GPTS(3-Glycidoxypropyl-trimethoxysilane) as a hydrophilic silane compound and HEMA(2-Hydroxyethyl methacrylate) as a forming network in hybrid coating film were used. The hybrid coating film such as prepared through this process showed a superhydrophilicity below 10° depending on processing conditions and a pencil's hardness over 6 H.
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