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대전방지 PEDOT/PSS 필름 제조를 위한 바인더에 관한 연구
Study on Binders for Preparing Antistatic Films of PEDOT/PSS 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.26 no.4, 2015년, pp.458 - 462  

김석준 (수원대학교 공과대학 신소재공학과) ,  박완수 (수원대학교 공과대학 신소재공학과) ,  황정석 (수원대학교 공과대학 신소재공학과) ,  박나영 ((주)에버켐텍) ,  최영주 ((주)에버켐텍) ,  정대원 (수원대학교 공과대학 신소재공학과)

초록
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전도성 고분자인 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT/PSS)의 투명한 필름을 제조하기 위해서는 바인더의 사용이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 poly(vinyl alcohol) (PVA), poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) 및 PSS를 바인더로서 검토하여 그 특성을 비교하였다. PEDOT/PSS 필름의 형성 여부는 기본적으로 바인더를 포함하는 코팅액의 표면장력 값에 의존하였다. PSS 또는 PVP를 바인더로 사용하였을 때는 필름이 형성되지 않거나 필름이 기재로 부터 쉽게 박리되는 현상이 나타났다. 그러나 PVA를 단독으로 사용하거나 또는 PSS 및 PVP를 PVA와 혼합하여 사용하면 투명하며 균일한 표면저항 값을 나타내는 대전방지 필름을 얻을 수 있었다. 필름의 접착력 및 장기 보관 안정성 등을 종합적으로 판단하면, PEDOT/PSS의 대전방지용 필름을 제조하기 위한 바인더로서는 PVA와 PSS의 혼합물이 최적인 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is essential to employ a binder to prepare transparent films from conductive polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrene sulfonate) (PEDOT/PSS). In this paper, poly(vinyl alcohol) (PVA), poly(vinyl pyrrolidone) (PVP), and PSS were selected as a binder, and their effects were inv...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 대전방지 필름용 PEDOT/PSS의 바인더로서 PVA의 특성을 재검토하고 PVA를 대체할 수 있는 고분자 물질들을 검토하였다. 구체적으로는, 수용성 고분자가 적용되는 다양한 분야에서 PVA를 현실적으로 대체하고 있는 PVP 및 PEDOT/PSS와의 상용성이 우수할 것으로 기대되는 PSS를 바인더로 적용하여 PVA와 비교 검토하였다.
  • 97%로 다른 3종의 샘플들에 비해 2배 이상으로 큰 값이 나와 위치에 따른 Rs 값의 균일함이 상대적으로 떨어지는 것으로 나타났다. 전도성 또는 대전방지 코팅액과 기재 필름과의 젖음성은 일반적으로 필름의 형성 여부뿐만 아니라 전기적 특성의 균질도에도 큰 영향을 입히므로, 각각의 코팅액의 표면장력을 측정하여 바인더 물질들에서 나타난 특성을 규명하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
PVA는 어떻게 PEDOT/PSS와의 혼합체에서 전기적 특성을 향상시키는가? 최근에는 PVA를 키토산[16] 또는 폴리에틸렌글리콜[17]과 결합시킨 복합물질들도 바인더로 검토되고 있다. 또한, 바인더로서의 PVA는 세라믹의 전기적 특성에도 영향을 입히는 것으로 알려져 있으며[18] PEDOT/PSS와 PVA의 혼합체로부터 만들어지는 전도성고분자 섬유에서는 PVA에 의해 PEDOT/PSS의 구조가 expanded coil conformation으로 변화하여 전기적 특성을 향상시켰다[19]. 또한 최근에는 PEDOT/PSS와 PVA와의 블렌딩으로부터 제작한 필름에서 PEDOT/PSS의 젖음성(wettablilty), 열적 안정성, 기계적 물성 등이 향상된다는 보고[20]가 있었으며, 이는 PVA가 PEDOT/PSS 필름의 바인더로서 우수한 물질임을 나타내는 것으로 이해할 수 있다.
PEDOT/PSS에 바인더 물질을 사용해야 하는 이유는? PEDOT/PSS는 그 자체로는 필름 형성이 어렵고 충분한 접착력을 내기 위해서는 바인더 물질을 사용해야 한다. 주로 유기 고분자 물질인 바인더는 필름의 접착력뿐만 아니라 열적 특성, 기계적 물성 등을 개선하기 위해서도 필요하다.
필름 형성 한 달 후 접착력이 PVP 바인더를 사용했을 때 뚜렷하게 감소한 원인은? 그러나 한 달이 경과한 후에는 모든 필름들에서 접착력이 감소되는 경향이 나타났으며, 그 경향은 PVP를 바인더로 사용했을 때가 더욱 뚜렷하였다. 이는 Figure 2에서 나타낸 바와 같이, PVP를 바인더로 사용한 코팅액의 표면장력 값이 상대적으로 높기 때문으로 이해된다.
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