초록 ▼

1. 기술개발목표
○ 나노기공 실리카의 중합 공정을 기존의 2 또는 3 단계에서 단일과정으로 단축하고 물성제어 및 동시에 표면 개질하는 기술 개발
○ 유기물을 화학적 결합으로 부착시키는 유-무기 hybridization 방법을 이용한 나노기공 실리카의 표면 개질 및 탄성고무 첨가제 적용
2. 기술개발의 목적 및 중요성
○ 나노기공 실리카(Nano-porous Silica: NPS)는 많은 산업의 기초 소재로 다양하게 사용하고 있으며 사용 분야별로 요구되는 물리화학적 특성이 다름
○ 최근 유-무기 복합소재로

1. 기술개발목표
○ 나노기공 실리카의 중합 공정을 기존의 2 또는 3 단계에서 단일과정으로 단축하고 물성제어 및 동시에 표면 개질하는 기술 개발
○ 유기물을 화학적 결합으로 부착시키는 유-무기 hybridization 방법을 이용한 나노기공 실리카의 표면 개질 및 탄성고무 첨가제 적용
2. 기술개발의 목적 및 중요성
○ 나노기공 실리카(Nano-porous Silica: NPS)는 많은 산업의 기초 소재로 다양하게 사용하고 있으며 사용 분야별로 요구되는 물리화학적 특성이 다름
○ 최근 유-무기 복합소재로 사용하는 탄성 고무용 첨가제의 문제점인 첨가량의 한계, 분산불량, 물성 저하, 에너지 과다사용, 장시간 공정소요, 물성의 불균일 등 여러 가지문제점이 아직까지 해결이 되지 않고 있음
○ 지금까지는 첨가제의 배합방법, 혼합장치, 투입장치. 투입방법 , 첨가제의 종류 등에 의해 해결을 시도하였으나 여전히 문제점이 많이 남아있으며, 이러한 문제를 해결하고 세계시장을 대상으로 소재를 공급하기 위해 첨단 분석 및 평가 장비를 이용하여 상업화를 위한 원천기술개발이 필요함

목차 Contents

• 선도형기술혁신개발지원사업 최종보고서 ... 1
• 표지 ... 2
• 제출문 ... 3
• 과제 요약서(초록) ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 서론 ... 10
• 제 1 절 나노기공 실리카 ... 10
• 1. Sol-gel법을 이용한 다공성 소재 ... 10
• 2. 나노기공 실리카의 특성 ... 22
• 3. 나노기공 실리카의 표면특성 제어 ... 30
• 제 2 절 기술개발의 필요성 ... 32
• 1. 사업의 당위성 ... 32
• 2. 공동기술개발의 필요성 ... 32
• 제 3 절 국내ㆍ외 기술현황 ... 33
• 1. 국내ㆍ외 관련 기술 동향 ... 33
• 2. 국내 나노기공 재료 연구 ... 33
• 3. 국내ㆍ외 특허동향 ... 34
• 제 2 장 개발내용 및 방법 ... 35
• 제 1 절 기술개발 최종목표 ... 35
• 1. 최종 목표 ... 35
• 2. 주관기관 ... 35
• 3. 공동 연구기관 ... 35
• 제 2 절 년차별 개발목표 및 내용 ... 36
• 1. 1차년도 개발목표 및 내용 ... 36
• 2. 2차년도 개발목표 및 내용 ... 36
• 3. 기술개발 방법 ... 37
• 제 3 장 기술개발 내용 ... 38
• 제 1 절 1-step 공정에 의한 나노기공 실리카 담체의 합성 ... 38
• 1. 고속순간 반응을 이용한 나노기공 실리카 합성 ... 38
• 2. 수열처리 반응에 의한 실리카의 중합 ... 50
• 3. Scale-up 및 공정 최적화 ... 54
• 제 2 절 Amino-functionalized 실리카 ... 66
• 1. 나노기공 실리카의 표면개질 ... 66
• 2. Silane 치환수율에 따른 개질처리 성능 ... 71
• 3. 표면개질에 따른 여과성능 ... 72
• 제 3 절 나노기공 실리카의 중합 및 건조 ... 73
• 1. 스프레이 드라이어 ... 73
• 2. 용매도입에 의한 PS, PV의 제어(Alcohol 沈積최적화 Test) ... 76
• 제 4 절 탄성 복합재료의 계면 및 물리ㆍ화학적 특성 ... 79
• 1. 나노기공 실리카의 열린 세공구조(open pore structure) ... 79
• 2. 고무 탄성체 보강물성 향상을 위한 요소 ... 79
• 3. 탄성 고무 물성평가를 위한 실리카 세공구조의 평가지표 ... 80
• 4. 고무 탄성체 보강용 최적 공정조건 및 제품분석 ... 80
• 5. 실리카 표면개질 전ㆍ후 고무배합 물성평가 ... 81
• 6. 고체 핵자기 공명을 이용한 복합재료의 계면 및 물리ㆍ화학적 특성 평가 ... 83
• 7. 유-무기 복합소재 계면특성 평가 ... 86
• 8. 유-무기 하이브리드 소재의 고체 핵자기 공명 평가 기준 ... 94
• 제 5 절 유-무기 복합재료의 탄성고무 엘라스토머 적용 ... 95
• 제 4 장 사업성과 ... 102
• 제 1 절 기술적 측면 ... 102
• 1. 해당 기술의 확립 ... 102
• 2. 성장성 및 국가 경쟁력 확보 ... 102
• 제 2 절 경제적 측면 ... 102
• 1. 수입대체 효과 ... 102
• 2. 수출 증대 효과 ... 102
• 3. 비용 절감 ... 103
• 4. 산업 발전의 영향 ... 103
• 제 3 절 첨단 연구장비의 활용 ... 103
• 1. 첨단 연구장비 ... 103
• 2. 주요성능 spec 국내 설치현황 ... 103
• 3. 장비 전문인력 현황 ... 104
• 4. 첨단 연구장비 활용의 성과 ... 104
• 제 4 절 사업화 전개 방안 ... 105
• 1. 국내ㆍ외 경쟁사 제품과의 경쟁력 비교 ... 105
• 2. 사업화 추진계획 ... 106
• 참고문헌 ... 107