[논문]<tex> $\\gamma$</tex>-선 조사방식에 의한 전도성 폴리머 제작 특성

소대화; 조용준; 임병재

$\\gamma$-선 조사방식에 의한 전도성 폴리머 제작 특성
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소대화 (명지대학교 전자공학과) , 조용준 (명지대학교 전자공학과) , 임병재 (명지대학교 전자공학과)

에틸렌글리콜(ethyleneglycol)을 이용한 폴리비닐에테르(polyvinyl ether)와 같은 고분자물질을 활용하여 Co$^{30}$ 방사선원으로부터 ${\gamma}$선을 조사시켜, 고분자 물질의 성질을 변화시킴으로써 화학, 전기전자, 환경 및 기타 여러 가지 응용분야에 적용하여 이용할 수 있는 기술을 개발하였다. 이를 바탕으로 관련재료의 단량체(monomer)로부터 중합체(polymer)를 합성하여 water swelling을 시키는 과정에서 각종 (금속) 이온을 흡입-제거하는 방법의 환경복원기술, 흡입 금속이온을 표면에 밀집시켜 금속막을 형성하는 응용기술, 생체조직의 대용물질로 활용하는 의용공학 및 열감지특성(thermal sensitive property) 또는 pH 감지특성(pH sensitive property)을 이용하여 의용기술에 적용하는 polymer 응용기술 등의 폭넓은 활용을 위하여 그 일환으로 전도성 고분자 제조기술로의 활용가능성을 연구하였다.

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문제 정의

건조과정 후에 혼합기를 사용하여 PVEEG 매크로겔 (macrogel)을 분쇄한 후 제작한 마이크로겔은 고무와 같은 특성을 갖는 고체물질이다. 본 실험에서는 흡수량의 함수로 써 시편의 압착성을 조사하였다. 흅수조사량에 대하여 순수한 폴리머와 Ag+ 이온에 의해포화된 시편의 강성지수 의존성을 그림 l(a, b, c)에 나타냈다.
본 연구에서는 PVEEG를 기본으로 방사선 조사 효과에 따른 새로운 고무성질을 갖는 폴리머 화합물의 기계, 전기-화학적 특성에 대하여 연구하였다.

제안 방법

이전의 연구결과[5] 를 바탕으로 Co "MRX-25M”을 이용하여 1 Gy/s 조사율과 10 kGy 흡착조사량으로써 에틸렌글리콜 비닐 에테르에, 선을 조사한 후, 중합반응을 통하여 에틸렌글리콜의 폴리비닐에테르 수화겔을 합성하였다. 교차결합(cross-linking) 역할제로는 디에틸렌글리콜 (diethyleneglycol)디 비닐 에테르 (divinyl어:her) 를사용하였다.
합성 후 비 반응성 단량체를 제거하기 위하여 2주 동안 증류수로 세척하였다. 마이크로 겔(microgel)을 만들기 위하여 평형상 태에서 팽창된 수화겔(hydrogel) 을 CONCEPT7200 (Bosch, 독일) 혼합기를 사용하여 분산시켰으며, 이러한 과정을 통하여 두 종류의 시편을 제작하였다. 첫 번째 시편은 몇 주 동안 공기 중에서 건조시킨 순수한 폴리(에틸렌글리콜 비닐 에테르) 마이크로 겔이고, 두 번째 시편은 20 M 0.
에틸렌 글리콜(ethyleneglycol)을 이용한 폴리비닐 에테르(polyvinyl ether)와 같은 고분자물질을 활용하여 Co” 방사선원으로부터 V선을 조사시켜, 고분자 물질의 성질 변화를 유도하여 화학공학, 전기전자공학을 비롯하여, 환경 및 기타 웅용분야에 적용할 수 있는 기술을 개발을 통하여 전도성 폴리머를 제작하였다.
56 kGy/s이고 흡수량은 10-100 kGy의값을 나타났다. 합성물의 기계적 특성은 압착 모드 하에서 2167P・50(러시아)을 이용하여 연구하였다. 강성지수는 식(2) 룰 이용하여 계산하였다.

대상 데이터

건조과정 중에 Ag+ 이온을 함유한 시편은 AgNQ의 금속 Ag로의 변화로 인한 부분적인 감소 때문에 검은색을 띈다. 건조 후 제작된 시편은 두께 3-5 皿, 10x20 皿의 크기로 절단하였다. 조사는 2 MeV 전자에 너지를 갖는 선형 전자 가속기 (ELUG, 러시아)를 사용하였고, 흡수조사량은 다음의 식(1)을 사용하여 계산하였다.
건조 후 제작된 시편은 두께 3-5 皿, 10x20 皿의 크기로 절단하였다. 조사는 2 MeV 전자에 너지를 갖는 선형 전자 가속기 (ELUG, 러시아)를 사용하였고, 흡수조사량은 다음의 식(1)을 사용하여 계산하였다.
마이크로 겔(microgel)을 만들기 위하여 평형상 태에서 팽창된 수화겔(hydrogel) 을 CONCEPT7200 (Bosch, 독일) 혼합기를 사용하여 분산시켰으며, 이러한 과정을 통하여 두 종류의 시편을 제작하였다. 첫 번째 시편은 몇 주 동안 공기 중에서 건조시킨 순수한 폴리(에틸렌글리콜 비닐 에테르) 마이크로 겔이고, 두 번째 시편은 20 M 0.005 M의 AgNCh 수용액과 250 成의 마이크로겔을 혼합하여 제작하였다. 건조과정 중에 Ag+ 이온을 함유한 시편은 AgNQ의 금속 Ag로의 변화로 인한 부분적인 감소 때문에 검은색을 띈다.

이론/모형

물질의 전기 저항은 범용전압계(V73M2, 러시아)룰 사용하여 측정하였다.

성능/효과

7선 조사를 통한 비닐 에테르 폴리에틸렌글리콜을 이용하여 제작한 폴리머물질은 전형적인 고무-상태의 특성을 나타내었다.
AgNCh에 포화된 물질은 순수한 폴리머보다 낮은 전기 저항 특징을 보였으며, 이는 Ag+ 이온, NO₃■과 미량의 수분에 의한이온전도성에 기인한 것이다. 두 경우의 시편에서 흡수 조사량의 증가에 따라 물질의 전기전도성이 감소하는 것으로 측정되었다. 이는 교차결합 과정과 전하운반자 이동성의 손실과 관련이 있는 것으로 사료된다.
시편의 최대 압착률은 조사를 하지 않은 시편에서 약 35-37%로 측정되었다. 시편의 분해는 가역적이었고 고무 상태를 유지하였으며, AgNtS에 의해포화된 시편에서 더 낮은 압착률을 나타냈다.
흡수 조사량에 따라서 시편은 두께는 처음 수 초 동안의 스트레스에 의해 상당히 줄어들었으며, 이후는 압착률의 완만한 증가를 나타냈다. 시편의 최대 압착률은 조사를 하지 않은 시편에서 약 35-37%로 측정되었다. 시편의 분해는 가역적이었고 고무 상태를 유지하였으며, AgNtS에 의해포화된 시편에서 더 낮은 압착률을 나타냈다.
얻어진 물질을 AgNC)3로 포화처리를 하였을경우, 전기 저항을 상당한 범위에서 감소시켜 전도성을 중가시켰고, 동시에 폴리머의 강성률을 중가시킬 수 있었다.
조사율은 1.56 kGy/s이고 흡수량은 10-100 kGy의값을 나타났다. 합성물의 기계적 특성은 압착 모드 하에서 2167P・50(러시아)을 이용하여 연구하였다.
폴리머의 방사선 조사 처리는 교차 결합을 형성시켰으며, 이를 통하여 기계적 특성을 향상시킬수 있었다.
흡수 조사량에 따라서 시편은 두께는 처음 수 초 동안의 스트레스에 의해 상당히 줄어들었으며, 이후는 압착률의 완만한 증가를 나타냈다. 시편의 최대 압착률은 조사를 하지 않은 시편에서 약 35-37%로 측정되었다.

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