[논문]Glycidyltrimethylammonium Chloride(GTAC)를 이용한 양모 섬유 표면의 Silver Nanoparticle 부착

이승영; 설인환; 이재웅

doi:10.5764/tcf.2016.28.2.70

Glycidyltrimethylammonium Chloride(GTAC)를 이용한 양모 섬유 표면의 Silver Nanoparticle 부착
Attachment of Silver Nanoparticles to the Wool Fiber Using Glycidyltrimethylammonium Chloride(GTAC) 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.28 no.2, 2016년, pp.70 - 76

이승영 (영남대학교 융합섬유공학과) , 설인환 (금오공과대학교 소재디자인공학과) , 이재웅 (영남대학교 융합섬유공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Silver nanoparticles(AgNPs) were attached to wool fibers using glycidyltrimethylammonium chloride(GTAC), which is a type of quaternary ammonium salt. GTAC, which contains an epoxy functional group that, under high temperatures, generates a ring-opening reaction with wool fibers, which contain the amine group. Then, the AgNPs are attached to the surface of the GTAC-treated wool fibers by treatment with a silver colloidal solution. The process involves the following procedures: (1) The wool fibers are immersed in the GTAC solution, followed by pre-drying at $80^{\circ}C$ and curing at $180^{\circ}C$ to induce an alteration in the chemical structure; and (2) The wool fibers treated with GTAC are immersed in the silver colloid at $40^{\circ}C$ for 120 min to chemically induce a strong attachment of the AgNPs to the wool fibers. Scanning electron microscopy was used to analyze the influence of the concentrations of GTAC and the silver colloid, as well as the influence of the applied temperature of the silver colloid on the wool fibers, and the influence of the morphological changes in the wool fiber surfaces. As a result, the enhanced concentrations of GTAC and the silver colloid together with an elevated applied temperature of silver colloid have a tendency to increase in Ag atomic%.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

AgNPs의 경우 항균제로써 많은 연구가 선행되어 왔으나, 섬유에 화학적으로 결합시키기에는 그 적용 범위가 한정되어 있다. 그래서 본 연구에서는 아민기(-NH₂)를 가진 양모 섬유에 기존에는 적용되지 않은 방법 즉, GTAC를 처리한 뒤 양모 섬유 표면에 AgNPs를 효과적으로 부착시키는 것을 목적으로 하여 GTAC의 농도, AgNPs의 농도 및 AgNPs의 처리 온도에 따른 AgNPs의 부착량을 확인하여 면에서의 품질수준을 검토하고자 하였다.

제안 방법

GTAC를 사용하여 양모 섬유에 AgNPs를 효과적으로 부착하였다. GTAC의 농도, AgNPs의 농도가 증가할수록, 그리고 AgNPs의 처리 온도가 높아질수록 양모 섬유표면 Ag atomic%가 증가하였으며 특히 0℃에서도 GTAC와 AgNPs사이에 반응이 일어난다는 것을 확인함으로써 GTAC는 낮은 온도에서도 반응성이 있다는 것을 알 수 있었다.

데이터처리

AgNPs가 부착된 양모 섬유의 표면 형상 및 부착된 성분 분석을 위해 시료를 백금으로 코팅한 뒤 주사전자현미경(S-4100, Hitachi, Japan)을 사용하여 15kV의 가속 전압 하에서 2000배의 배율로 관찰하였다.

성능/효과

GTAC를 사용하여 양모 섬유에 AgNPs를 효과적으로 부착하였다. GTAC의 농도, AgNPs의 농도가 증가할수록, 그리고 AgNPs의 처리 온도가 높아질수록 양모 섬유표면 Ag atomic%가 증가하였으며 특히 0℃에서도 GTAC와 AgNPs사이에 반응이 일어난다는 것을 확인함으로써 GTAC는 낮은 온도에서도 반응성이 있다는 것을 알 수 있었다. 이를 근거로 GTAC는 넓은 온도범위에서 사용이 가능한 효과적인 가교제라는 것을 검증하였으며 본 연구에서는 아민기(-NH₂)및 티올기(-SH)를 가진 양모 섬유에 사용하였지만 에폭시 링과 반응할 수 있는 티올기(-SH), 아민기(-NH₂)이외에 수산기(-OH)를 가진 물질에도 AgNPs를 효과적으로 부착하는 것이 가능할 것으로 여겨진다.

후속연구

섬유 및 고분자 물질에 널리 사용되는 효과적인 항균 Textile Coloration and Finishing, Vol. 28, No. 2제인 AgNPs를 GTAC용액에 침지시킨 양모 섬유 이외에 다양한 섬유소재에도 효과적으로 적용이 가능할 것으로 기대된다.
GTAC의 농도, AgNPs의 농도가 증가할수록, 그리고 AgNPs의 처리 온도가 높아질수록 양모 섬유표면 Ag atomic%가 증가하였으며 특히 0℃에서도 GTAC와 AgNPs사이에 반응이 일어난다는 것을 확인함으로써 GTAC는 낮은 온도에서도 반응성이 있다는 것을 알 수 있었다. 이를 근거로 GTAC는 넓은 온도범위에서 사용이 가능한 효과적인 가교제라는 것을 검증하였으며 본 연구에서는 아민기(-NH₂)및 티올기(-SH)를 가진 양모 섬유에 사용하였지만 에폭시 링과 반응할 수 있는 티올기(-SH), 아민기(-NH₂)이외에 수산기(-OH)를 가진 물질에도 AgNPs를 효과적으로 부착하는 것이 가능할 것으로 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	양모 섬유에 항균처리가 필수적인 이유는 무엇인가?	또한 보온성, 흡수성, 탄력성, 난연성 등을 가지고 있어 의류 제품, 카페트, 담요 등 사용 범위가 매우 넓으며 특히 양모 felt는 공업용으로도 널리 사용된다1). 이러한 양모 섬유는 특성상 큰 표면적과 수분 흡습성 때문에 미생물에 의해 오염이 되기 쉬우므로 제품의 보호를 위해 항균처리는 필수적이다. 양모 섬유에 항균성을 부여하는 연구는 지속적으로 선행되었고 다양한 항균 물질을 적용해 왔다2-7).
	GTAC란 무엇인가?	Glycidyltrimethylammonium chloride(GTAC)는 4급 암모늄염 화합물의 하나로 널리 사용되는 항균물질이다. 4급 암모늄염 화합물은 암모늄 이온(NH4+)의 수소가 모두 알킬기나 아릴기로 치환된 화합물을 말하며 질소 원자에 수소가 붙어있지 않기 때문에 아민과 달리 그 수산화물은 강염기이다.
	Silver Nanoparticles는 어느 재료에 적용되고 있는가?	효과적인 항균 물질 중의 하나인 Silver Nanoparticles(AgNPs)는 인체에는 독성이 거의 없는 반면 박테리아, 바이러스, 조류, 곰팡이 등 일부 생명체에는 강한 독성을 나타내기 때문에 항균, 항생 처리에 사용되어 왔다. 또한 AgNPs는 고무, 멤브레인, 필터 그리고 섬유 등 다양한 고분자 재료에 적용되고 있으며 특히 섬유 재료에 적용시키는 기술은 지속적이고 광범위하게 진행되고 있다8-15). 하지만 AgNPs는 반응기가 없어서 직접적으로 섬유에 부착시키기에는 한계가 있으며, 이를 극복하기 위해 가교제를 사용하여 화학적으로 결합시키거나16), Ag 이온을 환원시키는 방법17) 또는 물리적으로 결합시키는 방법18,19)을 사용해 왔다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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