선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 7 그러나 실리콘 주 사슬에 금속산화물을 2차 결합으로 도입하여 열전도 특성을 밝힌 연구는 시도되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 각종 금속산화물을 2차 결합으로 폴리오가 노실록산 의 측쇄에 도입하여 열 전도성이 우수한 액상 실리콘 고무 복합체(LSRMO)를 제조하기 위해 디메틸아크릴아】과이 드가 도입된 cyo.하이드로겐 폴리오가 노실록산 (APMDMS) 전구체를 제조하고 각종 금속산화물을 2차 결합으로 도입하여 APMDMS-MO를 제조하였다 a, 3-비닐폴리디메 틸 실록산 (VPDMS)를 base 수지로 사용하고 APMDMS- M0를 가교제로 사용하여 열 전도성이 우수한 LSRM0를 제조하고 그 특성을 측정하였다.
제안 방법
- HPMDMS의 합성은 McGmth의 방법을 참조하여 제조하였다." 이를테면, 교반기와 환류 냉각기, 질소 유입구 및 온도계를 장착한 300 mL 3구 플라스크에 감압 정제한 Di, D3Me'H 및 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실 록산을 각각 5 : 6.7 : 1의 몰비로 가하고 촉매인 TWkS를 반응물에 대해 0.2 wt%로 가한 다음 90 ℃, 질소 기류 하에서 2시간 동안 반응 시켜 폴리(메틸-디메틸)실록산 전구체를 제조하였다. 계속하여D4vime를 반응생성물에 대해 1 mole 비로 가한 후 동일한 조건 하에서 2시간 동안 더 반응시키고 120 ℃로 승온시켜 촉매인 TMAS를 탈 활성화시 켰다.
- 1) D4, D3Me'H, D4V1'Me 및 1, 1, 3, 3-테트라 메틸디실록산을 TMAS 촉매하에서 평형 중합 시켜 HPMDMS를 제조하였다
- 기계적 특성 : 기계적 특성은 Llyod사제 모델 LR10K 인 만능인장 시험기를 이용하여 ASTM D 412의 아령형 3호로 시험편을 제작하여 측정하였다. 10 KN의 load cell을 사용하여 폭 10, 길이 50 mm인 시편을 제작하여 시편 길이를 20 mm로 하여 분당 20 mm의 속도로 하여 탄성률, 인장 강도 및 신장률을 측정하였다 이때 동일시료에 대해 10회 반복한 평균값을 나타내었다.
- 2) HPMDMS에 DMA를 백금 촉매하에서 수소규 소화 반응으로 APMDMS를 제조하였고 금속산화물을 배위결합 시켜 APMDMS-MO 컴플렉스를 제조하였다.
- 3) VTDMS와 APMDMS-MO를 백금 촉매흐]에서 고속교반기로 컴 파운딩 하여 LSRMO를 제조하였다.
- HPMDMS와 DMA를 수소규소화 반응 시켜 APMDMS 를 제조하였고 금속산화물을 배위결합 시켜 APMDMS- MO 컴플렉스를 제조하였다. 이를 VPDM와 컴 파운딩 하여 LSRMO를 제조하였고 그 열적 및 기계적 특성을 측정하여 얻은 결론은 다음과 같다.
- HPMDMS의 합성. HPMDMS의 제조에서 각 반응물 D4> D3M5 및D4mevi의 몰비에 따라 얻어진 공중합체 내에서 메틸 비닐 실록 산, 디메틸실록산 및 메틸실록산 블록 unit의 함량을 NMR로 측정하고 그 결과를 Table 1에 요 악하였다. 일반적으로 약염기인 TMAS 촉매가 각 스트레인이 더 큰 D3meh를 먼저 공격하여 메틸실록산 블록 unit가 먼저 생성되고 다음에 D4가 중합되어 디메틸실록산 블록 unit가 생성되는 것으로 판단되며'2 계속하여 D4mevi와 MS를 가하고 반응 시켜 메틸 비닐 실록 산 블록 unit가 도입되며 말단에 수소기를 갖는 HPMDMS를 제조하였다.
- 앞서 제조한 HPMDMS, APMDMS 및 APMDMS-MO의 용해도 특성을 측정하여 그 결과를 Table 2에 나타내었다. Table 2에 알 수 있는 바와 같이 이들 화합물은 극성 용매에는 용해가 잘 안 되었으며 모두 비슷한 용해도 특성을 나타내었다 또한 금속산화물 함유 액상 실리콘 고무 복합체 (LSRMO)의 제조는 a, co 비닐 폴리디메틸실록산 (VPDMS) 100 phr에 대하여 제조되어진 APMDMS-MO 15 phr, 백금촉매 50 ppm을 첨가하여 제조하였다.
- 계속하여D4vime를 반응생성물에 대해 1 mole 비로 가한 후 동일한 조건 하에서 2시간 동안 더 반응시키고 120 ℃로 승온시켜 촉매인 TMAS를 탈 활성화시 켰다. 고진공하에서 미반응 물 및 싸 이 클릭 화합물들을 제거하여 점 조상의 HPMDMS를 제조하였다 (수득율 : 65%).
- 금속산화물 함유액 상 실리콘 고무 복합체 (LSRMO)의 제조 a, 3-비닐 폴리 디메틸 실록 산 (VPDMS) 100 phr에 대하여 APMDMS-MO 15 phr와 백금 촉매 50 ppm을 Linden 사제 (model : KI 10) 고속교반기에 넣고 130 ℃, 400 rpm에서 2시간 동안 컴 파운딩 하여 점착성 LSRMO 를 제조하였다.
- 기계적 특성 : 기계적 특성은 Llyod사제 모델 LR10K 인 만능인장 시험기를 이용하여 ASTM D 412의 아령형 3호로 시험편을 제작하여 측정하였다. 10 KN의 load cell을 사용하여 폭 10, 길이 50 mm인 시편을 제작하여 시편 길이를 20 mm로 하여 분당 20 mm의 속도로 하여 탄성률, 인장 강도 및 신장률을 측정하였다 이때 동일시료에 대해 10회 반복한 평균값을 나타내었다.
- 반응생성물에 FeO, NiO 및 FeO/ NiO (1 : 1) 혼합물 20 ℃ 가한 후 상온에서 300 rpm 으로 12시간 동안 교반 하였다. 반응생성물을 톨루엔에 용해시킨 다음 원심분리기와 멤브레인 필터를 이용하여 미반응의 금속산화물을 제거하였다.
- 01 wt%의 백금 촉매를 가한 후 90℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 반응이 완결된 후 생성된 반 응 생성물을 40 ℃, 100 torr로 감압하여 미반응 물을 제거하여 APNDMS를 제조하였다. 반응생성물에 FeO, NiO 및 FeO/ NiO (1 : 1) 혼합물 20 ℃ 가한 후 상온에서 300 rpm 으로 12시간 동안 교반 하였다.
- 열중량 분석 : TGA는 Mettler사의 TG 50를 사용하였다 시료 6~8 mg을 A12O3 팬에 넣고 질소 기류 하 20~ 700 ℃ 범위에서 10 ℃/min의 승온 속도로 측정하였다.
- HPMDMS와 DMA를 수소규소화 반응 시켜 APMDMS 를 제조하였고 금속산화물을 배위결합 시켜 APMDMS- MO 컴플렉스를 제조하였다. 이를 VPDM와 컴 파운딩 하여 LSRMO를 제조하였고 그 열적 및 기계적 특성을 측정하여 얻은 결론은 다음과 같다.
- 적외선 분광분석 : 적외선 분광분석은 Perkin Elmer Spectrum GX를 이용하여 Nqjol 용액과 시료를 혼합한 후 KBr 디스크를 이용하여 측정하였다.
- 2 wt%로 큰 차이가 나타나지 않았다. 제조된 HPMDMS-g-DMA의 구조확인을 위하여 1H-NMR과 FT-IR을 측정하였으며 그 결과를 Figure 2에 나타내었다. Figure 2의 ’H-NMR 측정 결과를 보면 Si-CI%에 기인한 피이크가 0.
- 따라서 본 연구에서는 각종 금속산화물을 2차 결합으로 폴리오가 노실록산 의 측쇄에 도입하여 열 전도성이 우수한 액상 실리콘 고무 복합체(LSRMO)를 제조하기 위해 디메틸아크릴아】과이 드가 도입된 cyo.하이드로겐 폴리오가 노실록산 (APMDMS) 전구체를 제조하고 각종 금속산화물을 2차 결합으로 도입하여 APMDMS-MO를 제조하였다 a, 3-비닐폴리디메 틸 실록산 (VPDMS)를 base 수지로 사용하고 APMDMS- M0를 가교제로 사용하여 열 전도성이 우수한 LSRM0를 제조하고 그 특성을 측정하였다.
- 또한 Table 1에서 보면 D3meh 및 D4 Me'vi-2 증가 시켜 반응시킬 경우 HPMDMS 공중합체 내에 메틸 및 메틸 비닐실록산 블록 unit의 함량이 거의 비례적으로 증가되어 정량적으로 반응이 일어남을 확인할 수 있었다. 합성한 HPMDMS의 구조확인을 위하여 1H-NMR과 FT-IR을 측정하였으며 그 결과를 Figure 1에 나타내었다. 1H-NMR 측정 결과를 보면 Si-H에 기인한 피이크가 4.
- 핵자기 공명 분석 : 1H-NMRe Varian 사제 200 MHz EM-360을 사용하여 측정하였으며 시료는 기준 물질인 트리메틸실란이 0.03% 함유된 CDCb 용액에 용해시켜 측정하였다.
대상 데이터
- 옥타메틸싸이 클로테트라실록산 (D4), 1, 3, 5-트리 메틸싸이 클로트리 실록산 (D3,meh) 및 1, 3, 5, 7-테트라비 닐- 1, 3, 5, 7-테트라메틸싸이 클로테트라실록산 (D4vime)은 Aldrich 사 제품을 감압 증류하여 사용하였으며 1, 1, 3, 3-테트라메 틸디실록산은 Gelest사 특급시약을 구입하여 그대로 사용하였다. 디메틸아크릴아마이드 (DMA) 는 Aldrich사 제품을, NiO, FeO는 Junsei사 제품을 그리고 비닐 폴리디메 틸실록산 (VPDMS, 점도 : 60, 000 mPa . s, 비닐 함량 : 0.03 mmol/g)은 Bayer사 제품 (VS-60)을 구입하여 그대로 사용하 였으며 테트라메틸암모늄 실록산을레이트 (TMAS)는 Fhika 사 제품의 테트라메틸 암모늄 하이드로 옥사이드 (TMAH)를 구입하여 % 와 반응 시켜 제조하여 사용하였다. 백금 촉매는 Degussa 제의 PT-CS를 구입하여 그대로 사용하였다.
- 03 mmol/g)은 Bayer사 제품 (VS-60)을 구입하여 그대로 사용하 였으며 테트라메틸암모늄 실록산을레이트 (TMAS)는 Fhika 사 제품의 테트라메틸 암모늄 하이드로 옥사이드 (TMAH)를 구입하여 % 와 반응 시켜 제조하여 사용하였다. 백금 촉매는 Degussa 제의 PT-CS를 구입하여 그대로 사용하였다. 기타 용매는 Aldrich 사의 일급시약을 구입한 다음 감압 증류하여 사용하였다.
- 시 약. 옥타메틸싸이 클로테트라실록산 (D4), 1, 3, 5-트리 메틸싸이 클로트리 실록산 (D3,meh) 및 1, 3, 5, 7-테트라비 닐- 1, 3, 5, 7-테트라메틸싸이 클로테트라실록산 (D4vime)은 Aldrich 사 제품을 감압 증류하여 사용하였으며 1, 1, 3, 3-테트라메 틸디실록산은 Gelest사 특급시약을 구입하여 그대로 사용하였다. 디메틸아크릴아마이드 (DMA) 는 Aldrich사 제품을, NiO, FeO는 Junsei사 제품을 그리고 비닐 폴리디메 틸실록산 (VPDMS, 점도 : 60, 000 mPa .
- 체적 저항 : 체적 저항은 Hewlett-Packard 사제 모델 4329A, high resistance meter을 이용하여 500 Y 60 Hz의 직류 전류 하에서 측정하였으며 시료는 2 mm 두께의 시험편을 사용하였다.
이론/모형
- a, 3-하이드로겐 폴리(메틸-디메틸-메틸 비닐)실록산 (HPMDMS)의 합성. HPMDMS의 합성은 McGmth의 방법을 참조하여 제조하였다." 이를테면, 교반기와 환류 냉각기, 질소 유입구 및 온도계를 장착한 300 mL 3구 플라스크에 감압 정제한 Di, D3Me'H 및 1, 1, 3, 3-테트라메틸디실 록산을 각각 5 : 6.
- 열전도도 : 열전도도의 측정은 Kyoto Electronics사 의 QTM-500을 이용하여 thin film method로 측정하였다.
성능/효과
- 기계적 특성. 만능 인장 시험기를 이용하여 LSRMO의기계적 물성을 측정하여 그 결과를 Figure 6에 나타내었다 Figure 6 (a) 는 신장률을 측정한 결과로써 LSR 복합체의 경우 280%를 나타난 것에 비하여 APMDMS-MO로 제조한 LSRMO의 경우 580% 이상의 신장률을 나타내었으며 그 중 APMDMS-FeO로 제조한 LSRMO 이 610%의 가장 큰 신장률을 나타내었다. 또한 (b) 에서 Young's 탄성률과 인장강도를 측정하여 그 결과를 나타낸 것으로 LSR 복합체의 경우 Young's 탄성률과 인장강도는 각각 7.
- 합성한 HPMDMS의 구조확인을 위하여 1H-NMR과 FT-IR을 측정하였으며 그 결과를 Figure 1에 나타내었다. 1H-NMR 측정 결과를 보면 Si-H에 기인한 피이크가 4.7 ppm, Si- CH = CH2에 기인한 피이크는 5.74-6.01 ppm, Si-CR에 기인한 피이크가 0.4~0.19 ppm에서 나타났으며 또한 FT- IR 측정 결과 Si-H, SLCH3에 기인한 흡수 피이크가 각각 2150, 1250 cm1, Si-O-Si에 의한 흡수 피이크가 1020~1110 cm1, Si-CH = CH2 에 기인한 피이크는 3050, 1600, 1400cm, 에서 나타나는 것으로 보아 합성 이 잘 되었음을 확인할 수 있었다 이들의 제조에 대한 반응기구를 Scheme 1에 나타내었다.
- 4) NiO, FeO 및 NiO/FeO (1 : 1) 금속산화물을 함유한 LSRMO의 열전도도는 각각 0.290, 0.270 및 0.278 W/mK 로 LSR 복합체의 경우인 0.215 W/mK보다 우수하였다.
- 5) NiO, FeO 및 NiO/FeO (1 : 1) 금속산화물을 함유한 LSRMO의 기계적 특성은 신장률이 580-610%, 탄성률 및 인장강도는 2.8~3.7, 0.6 MPa로 LSR 복합체의 280%, 7.7, 4.3 MPa 경우보다 유연하였다.
- 7 ppm에서 Si・H에 기인한 피이크가 점차 감소됨을 알 수 있었다. FT-IR 측정 결과를 보면 Si-H, Si-CH3에 기인한 흡수 피이크가 각각 2150, 1250 cm-1에서 나타났으며 Si-O-Si에 의한 흡수 피이크가 1020-1110 cm', Si-CH = CH2에 흡수 피이크가 3050, 1600 및 1400 cm-1에서 나타나는 것으로 보아 합성이 잘 되었음을 확인할 수 있었다. 이들의 반응기구를 Scheme 2에 나타내었다.
- 금속산화물 함유 APMEMS-MO의 제조. HPMDMS 공중합체 내에서 하이드록시기가 함유된 메틸실록산 블록 unit 와 DMA의 몰비를 1 : 1, 10 및 20으로 각각 변화 시켜 취하고 백금촉매 존재 하에서 80-90 ℃ 조건으로 4시간 반응 시켜 HPMDMS 에 DMA가 결합된 HPMDMS- g-DMA (APMDMS)를 제조하였으며 반응에서 DMA의 몰비를 1 : 1 및 1 : 10으로 증가시켰을 때 메틸실록산 블록 unit에서 하이드록시기의 함량이 8.5 및 4.2 wt%로 감소되고 있는 것으로 보아 DMA가 거의 화학 양론적으로 첨가되고 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 DMA의 몰 비를 10에서 20으로 증가시켰을 경우 3.
- ASTM M D2326에 의거 하여 필름 박막 법으로 열 전도도를 측정하고 그 결과를 Table 3에 나타내었다. LSR 복합체는 0.215 W/mK를 나타내었고 금속산화물로 NiO를 사용한 LSRMO의 경우 0.290 W/mK를 나타내었으며 NiO/FeO (1 : 1) 및 FeO를 사용한 LSRMO의 경우 각각 0.278과 0.270 W/mK의 열 전도도를 나타내어 NiO를 사용한 LSRMO 이 가장 우수한 열전도 도를 나타내었다 이것은 체적 저항과 열 전도도의 관계를 나타낸 것으로 시편 내의 체적 저항이 낮을수록 전기적 흐름 특성이 우수할 뿐만 아니라 그에 따른 내부 열전도가 잘 이루어짐을 알 수 있었다 따라서 금속산화물을 이용하여 블렌딩 시키는 기존 제조 방법에 base 물질로 금속 산화물을 배위결합 시킨 유기실록산 고분자를 이용하면 더욱 우수한 열전도 특성을 나타낼 수 있을 것으로 사료된다.
- 일반적으로 약염기인 TMAS 촉매가 각 스트레인이 더 큰 D3meh를 먼저 공격하여 메틸실록산 블록 unit가 먼저 생성되고 다음에 D4가 중합되어 디메틸실록산 블록 unit가 생성되는 것으로 판단되며'2 계속하여 D4mevi와 MS를 가하고 반응 시켜 메틸 비닐 실록 산 블록 unit가 도입되며 말단에 수소기를 갖는 HPMDMS를 제조하였다. 또한 Table 1에서 보면 D3meh 및 D4 Me'vi-2 증가 시켜 반응시킬 경우 HPMDMS 공중합체 내에 메틸 및 메틸 비닐실록산 블록 unit의 함량이 거의 비례적으로 증가되어 정량적으로 반응이 일어남을 확인할 수 있었다. 합성한 HPMDMS의 구조확인을 위하여 1H-NMR과 FT-IR을 측정하였으며 그 결과를 Figure 1에 나타내었다.
- 이들의 반응기구를 Scheme 2에 나타내었다. 또한 메틸 실록 산 블록 unit에서 하이드록시기가 3.2 wt%를 함유하는 APMDMS 에 금속산화물인 NiO와 FeO 및 이들을 1 : 1로 혼합하여 배위결합을 시켜 얻은 금속산화물 함유 APMDMS (APMDMS-MO)의 1H-NMR과 FT-IR의 측정 결과도 APMDMS와 같은 흡수대에서 1H-NMR과 FT-IR 흡수 피이크가 나타남을 확인하였다. 이들의 반응기구를 Scheme 2에 나타내었다.
- 4 mole%) 로 나타내고 이들의 온도증가에 따른 무게 잔존율을 측정한 것으로 75%의 무게 잔존율을 보일 때 각 물질의 분해온도로 하였으며 HPMDMS-3의 경우 400 ℃에서, APMDMS-1~3의 경우 300~340 ℃에서 나타났다. 전체적인 경향은 실록산 주 사슬에 도입된 DMA-실록산 블록 unit의 함량이 증가할수록 낮은 온도에서 분해가 되었다. Figure 4는 LSR 복합체 (A) 와 APMDMS-1~3에 금속산화물을 결합시킨 화합물을 VPMDS와 컴 파운딩 하여 얻은 화합물로 LSRM0-l~3 (B~D)의 무게 잔존율을 측정한 것으로 초기 분해온도는 LSR 복합체가 LSRMO보다 높은 온도에서 나타났으나 반면 무게 잔존율이 70% 이하에서는 LSRMO의 분해온도가 LSR 복합체보다 높은 온도에서 나타났는데 이는 LSR 복합체에 함유된 금속 산화 물에 기인한 것으로 생각된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.