[학위논문]가교 밀도에 따른 초분자형 폴리카보네이트 네트워크의 자가치유 및 형상 기억 특성 Crosslinking Density Effect on the Self-healing and Shape Memory of Polycarbonate Supramolecular Network원문보기
초분자형 고분자란 올리고머 말단이 비공유 결합체로 기능화되어 분자량이 큰 고분자와 같이 거동하는 분자를 말한다. 이때, 효율적인 초분자형 고분자를 제조하기 위해서는 결합강도가 큰 비공유결합체를 사용하여야 한다. 이에 대표적인 예로 다중수소결합을 하는 물질인ureidopyrimidinone(UPy)가 있다. UPy는 4중수소결합을 하기 때문에 결합강도가 크고 가역적인 결합이 가능하며 빠른 교환반응을 하는 특징을 가지고 있다. UPy를 이용한 초분자형 고분자는 가질 수 있는 여러 가지 특성 중 자가치유 특성과 형상기억 특성이 있다. 자가치유(Self-healing) 란 재료가 손상되었을 때, 손상 부위를 감지하여 스스로 치유할 수 있는 능력이다. 재료가 자가치유 능력을 가지게 되면 재료의 수명과 지속성이 늘어난다는 장점을 가진다. 형상 기억 특성(Shape memory) 이란 재료를 일시적인 형태로 변형 및 고정이 가능하고, 외부자극을 주게 되면 다시 원래의 형태로 돌아갈 수 있는 능력이다. 이는 의료용 재료나 차량 용품, 우주 항공 제품까지 다양한 분야에서 응용 및 사용이 가능하다. 본 연구에서는 선형 및 비선형 polycabonate(PC) 말단에 다중수소결합물질인 ureidopyrimidinone(UPy)를 도입하고 이를 비율별로 블렌딩하여 가교 밀도를 조절한 뒤, 이에 따른 자가치유 특성과 형상 기억 특성의 상관관계를 분석하였다. 핵자기공명장치(nuclear magnetic resonance, ...
초분자형 고분자란 올리고머 말단이 비공유 결합체로 기능화되어 분자량이 큰 고분자와 같이 거동하는 분자를 말한다. 이때, 효율적인 초분자형 고분자를 제조하기 위해서는 결합강도가 큰 비공유결합체를 사용하여야 한다. 이에 대표적인 예로 다중수소결합을 하는 물질인ureidopyrimidinone(UPy)가 있다. UPy는 4중수소결합을 하기 때문에 결합강도가 크고 가역적인 결합이 가능하며 빠른 교환반응을 하는 특징을 가지고 있다. UPy를 이용한 초분자형 고분자는 가질 수 있는 여러 가지 특성 중 자가치유 특성과 형상기억 특성이 있다. 자가치유(Self-healing) 란 재료가 손상되었을 때, 손상 부위를 감지하여 스스로 치유할 수 있는 능력이다. 재료가 자가치유 능력을 가지게 되면 재료의 수명과 지속성이 늘어난다는 장점을 가진다. 형상 기억 특성(Shape memory) 이란 재료를 일시적인 형태로 변형 및 고정이 가능하고, 외부자극을 주게 되면 다시 원래의 형태로 돌아갈 수 있는 능력이다. 이는 의료용 재료나 차량 용품, 우주 항공 제품까지 다양한 분야에서 응용 및 사용이 가능하다. 본 연구에서는 선형 및 비선형 polycabonate(PC) 말단에 다중수소결합물질인 ureidopyrimidinone(UPy)를 도입하고 이를 비율별로 블렌딩하여 가교 밀도를 조절한 뒤, 이에 따른 자가치유 특성과 형상 기억 특성의 상관관계를 분석하였다. 핵자기공명장치(nuclear magnetic resonance, NMR)와 점도계(viscometer)를 통해 선형 및 비선형 말단에 UPy가 성공적으로 도입되었음을 확인하였고, 시차주사열량기(differential scanningcalorimetry, DSC)를 통해 초분자형 폴리카보네이트와 초분자형 폴리카보네이트 네트워크의 열적 특성을 조사하였다. 인장 강도 측정기(universal testing machine, UTM)와 동적 기계 분석기(dynamic mechanical analyzer, DMA)를 통해 기계적 특성을 확인하였고, 광학현미경(optical microscopy, OM)을 통해 온도와 가교 밀도에 따른 자가치유 특성을 확인하였다.
초분자형 고분자란 올리고머 말단이 비공유 결합체로 기능화되어 분자량이 큰 고분자와 같이 거동하는 분자를 말한다. 이때, 효율적인 초분자형 고분자를 제조하기 위해서는 결합강도가 큰 비공유결합체를 사용하여야 한다. 이에 대표적인 예로 다중수소결합을 하는 물질인ureidopyrimidinone(UPy)가 있다. UPy는 4중수소결합을 하기 때문에 결합강도가 크고 가역적인 결합이 가능하며 빠른 교환반응을 하는 특징을 가지고 있다. UPy를 이용한 초분자형 고분자는 가질 수 있는 여러 가지 특성 중 자가치유 특성과 형상기억 특성이 있다. 자가치유(Self-healing) 란 재료가 손상되었을 때, 손상 부위를 감지하여 스스로 치유할 수 있는 능력이다. 재료가 자가치유 능력을 가지게 되면 재료의 수명과 지속성이 늘어난다는 장점을 가진다. 형상 기억 특성(Shape memory) 이란 재료를 일시적인 형태로 변형 및 고정이 가능하고, 외부자극을 주게 되면 다시 원래의 형태로 돌아갈 수 있는 능력이다. 이는 의료용 재료나 차량 용품, 우주 항공 제품까지 다양한 분야에서 응용 및 사용이 가능하다. 본 연구에서는 선형 및 비선형 polycabonate(PC) 말단에 다중수소결합물질인 ureidopyrimidinone(UPy)를 도입하고 이를 비율별로 블렌딩하여 가교 밀도를 조절한 뒤, 이에 따른 자가치유 특성과 형상 기억 특성의 상관관계를 분석하였다. 핵자기공명장치(nuclear magnetic resonance, NMR)와 점도계(viscometer)를 통해 선형 및 비선형 말단에 UPy가 성공적으로 도입되었음을 확인하였고, 시차주사열량기(differential scanning calorimetry, DSC)를 통해 초분자형 폴리카보네이트와 초분자형 폴리카보네이트 네트워크의 열적 특성을 조사하였다. 인장 강도 측정기(universal testing machine, UTM)와 동적 기계 분석기(dynamic mechanical analyzer, DMA)를 통해 기계적 특성을 확인하였고, 광학현미경(optical microscopy, OM)을 통해 온도와 가교 밀도에 따른 자가치유 특성을 확인하였다.
Supramolecular polymer is material that is functionalized and connected by non-covalent bond and acts like a high molecular weight polymer. In order to make efficient supramolecular polymer, the bond strength of supramolecule must be strong. As a example, there is ureidopyrimidinonen(UPy) which can ...
Supramolecular polymer is material that is functionalized and connected by non-covalent bond and acts like a high molecular weight polymer. In order to make efficient supramolecular polymer, the bond strength of supramolecule must be strong. As a example, there is ureidopyrimidinonen(UPy) which can make multiple hydrogen bonding. Due to quadruple hydrogen bonding of UPy, reversible interaction and fast exchange reaction are possible. Applications using UPy functionalized supramolecular polymer network have self-healing materials and shape memory materials. Self-healing is the property that can heal the damaged area by itself when materials are damaged. The advantage of self-healing is that the materials’s lifetime and durability are increased. Shape memory property is phenomenon that materials can be deformed and fixed to a temporary shape and return to its original shape by external heating. Shape memory property can be applied and used in various field such as medical, automobile and aerospace. In this study, linear polycarbonate and non-linear polycarbonate is functionalized by UPy and the crosslinking density was controlled by blending them by weight ratio. After that, correlation between crosslinking density and self-healing and shape memory property is identified.
Supramolecular polymer is material that is functionalized and connected by non-covalent bond and acts like a high molecular weight polymer. In order to make efficient supramolecular polymer, the bond strength of supramolecule must be strong. As a example, there is ureidopyrimidinonen(UPy) which can make multiple hydrogen bonding. Due to quadruple hydrogen bonding of UPy, reversible interaction and fast exchange reaction are possible. Applications using UPy functionalized supramolecular polymer network have self-healing materials and shape memory materials. Self-healing is the property that can heal the damaged area by itself when materials are damaged. The advantage of self-healing is that the materials’s lifetime and durability are increased. Shape memory property is phenomenon that materials can be deformed and fixed to a temporary shape and return to its original shape by external heating. Shape memory property can be applied and used in various field such as medical, automobile and aerospace. In this study, linear polycarbonate and non-linear polycarbonate is functionalized by UPy and the crosslinking density was controlled by blending them by weight ratio. After that, correlation between crosslinking density and self-healing and shape memory property is identified.
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