• 제목/요약/키워드: 실리카

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PMMA가 그래프트된 실리카 나노입자를 포함한 불소계 폴리이미드 복합 분리막의 기체 투과 특성 (Transport Properties of Fluorinated Polyimide/PMMA-g-Silica Nanocomposite Membrane)

  • 권유미;임현구;김주헌
    • 폴리머
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    • 제34권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • 기체 분리막의 투과 특성을 향상시키기 위하여 불소계 폴리이미드(6FDA-6FpDA) 고분자 매트릭스에 실리카 나노입자를 첨가한 유기-실리카계 복합 소재 막을 제조하였다. 실리카 입자의 분산도를 높이기 위하여 먼저 $\gamma$-MPS를 이용한 표면처리 과정을 거친 후, 6FDA-6FpDA와 단일상을 이룰 수 있는 PMMA를 실리카 나노입자 표면에 도입하였다. PMMA-graft-silica와 비교해 보았을 때, 순수 실리카 입자의 경우 불규칙 분산성으로 인하여 투과도는 증가하나 기체에 대한 낮은 선택도를 가졌다. PMMA를 도입시킨 실리카 입자를 첨가한 복합막의 경우 실리카 입자의 함량에 따라 고분자 필름을 제조하여 He, $O_2$, $N_2$, $CO_2$의 기체투과도를 측정하였다. 실험 결과 실리카 입자의 함량이 높아 질수록 사슬 정렬 방해에 의한 자유 부피가 증가되어 투과도가 증가되나 1 wt% 이후에는 과량의 실리카 입자의 첨가로 인한 고분자 내의 유효면적 감소로 인해 투과도가 감소하는 결과를 보였다. 전체적으로 가스의 투과도 증가로 인해 선택도의 감소를 보였으나 이산화탄소의 경우 선택도의 증가를 보였으며 이는 실리카 나노입자와 고분자 매트릭스 사이의 상호 결합으로 인해 나타나는 크기 제어에 의한 선택도 향상이다.

물유리로부터 다공성 실리카 제조에 관한 연구 (A study on the synthesis of porous silica from a sodium silicate)

  • 유정근;금영호;손병현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.2519-2525
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    • 2014
  • 물유리와 염산의 졸-겔반응에 계면활성제(PEG와 HPC)를 첨가하여 비표면적이 $800m^2/g$ 이상인 다공성 실리카를 제조하는 공정에 대해 연구하였다. 졸-겔 반응의 부산물인 NaCl은 물로서 세척하여 제거하였으며, 실리카 습윤겔 50 g에 대해 200 ml의 물을 사용하여 3회 이상 세척할 경우 실리카겔에 잔류하는 NaCl은 0.81wt% 이하로 감소하였다. 계면활성제는 실리카에 대해 5% 미만을 사용하는 것이 적정 조건으로 나타났다. 실험 결과, HPC(2.5%)+PEG(2.5%)의 계면활성제를 첨가하여 제조한 실리카의 비표면적은 $860m^2/g$, 입경은 $20-50{\mu}m$으로 나타났다. 본 연구결과, 실리카의 겔화공정이나 건조공정에서 단지 계면활성제를 주입하여 비표면적을 향상시키고 균일한 입경의 실리카를 얻을 수 있다는 것은 공업적으로 매우 큰 의미가 있다고 생각된다.

표면처리된 실리카를 충전한 에폭시 수지계의 물성에 관한 연구 I. 실리카의 표면처리 및 혼합 물성 (A Study on Physical Properties of Epoxy Resin Filled with Surface-treated Silica: I. Surface-treating of Silica and Properties of Mixtures)

  • 홍석표;최상구
    • 공업화학
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    • 제1권1호
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    • pp.63-72
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    • 1990
  • 결정성 실리카의 표면을 아민(TEA, CTMAB, BETAC) 및 과산화물(BPO) 촉매를 사용하여 실란(A 187), 액상고무(CTBNx8), 비닐단량체(AA, MMA, 2-HEA, GMA) 등으로 차례로 반응시켜 새로운 표면처리 실리카를 제조하였다. 표면처리 효과를 검토하기 위하여 실리카를 에폭시 수지에 전체 혼합물 중 0~36%(부피 %)의 범위로 혼합하여 혼합 점도 및 침전율의 변화를 시험하였다. 실험 결과 표면 피복량은 반응 촉매의 양과 종류에 의존하였으며, 촉매량 0.1~20%에서 실리카에 대한 피복량은 2.5~5.8% 범위의 값을 표시하였고, 실리카의 표면이 실란/고무, 실란/고무/비닐로 점차 처리됨에 따라서 무처리물이나 실란처리물에 비하여 점도가 저하되었으며, 침전율도 낮은 값을 표시하였다. 표면처리 상태는 처리제의 종류에 따라서 각기 다른 특성을 나타내었다.

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다양한 온도에서 열처리시킨 실리카가 충진된 치아수복용 고분자 복합체의 기계적 물성 (Mechanical Properties of Polymeric Dental Restorative Composites Filled With Silica Treated by Heat at Various Temperatures)

  • 김오영;이정수;서기택;강두환;강호종;공명선;오명환
    • 공업화학
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    • 제16권4호
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    • pp.549-555
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    • 2005
  • 치아수복용 고분자 복합체(polymeric dental restorative composite, PDRC)의 전치부 및 구치부에의 응용 가능성을 높이고자 PDRC를 구성하는 실리카 충진재를 다양한 온도에서 열처리시켜 제조하고 제조된 PDRC의 기계적 물성을 압축강도와 간접인장강도 등을 분석하여 고찰하였다. 실험 결과, 열처리 온도가 상승함에 따라 실리카 입자 크기와 비표면적은 감소하였음을 확인하였으며 열처리시킨 실리카 충진재를 PDRC 제조에 사용한 결과, 열처리시키지 않은 실리카를 사용한 경우보다도 압축강도가 20%, 간접인장강도는 약 30% 정도 향상됨을 확인하였다. 또한 열처리 온도가 높아질 경우 실리카의 응집화로 인해 제조된 PDRC의 기계적 물성이 전반적으로 떨어지는 경향을 나타내었으며 $600^{\circ}C$ 정도에서 열처리된 실리카를 사용하여 제조한 PDRC의 경우가 강도 면에서 보다 더 우수하였다.

충전재-탄성체 상호작용 5. 실란 표면처리가 실리카/고무 복합재료의 계면 특성에 미치는 영향 (Filler-Elastomer Interactions 5. Effect of Silane Surface Treatment on Interfacial Adhesion of Silica/Rubber Composites)

  • 박수진;조기숙
    • 폴리머
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    • 제26권4호
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    • pp.445-451
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    • 2002
  • 본 연구에서는 실리카의 표면처리를 위해 실란 커플링제인, ${\gamma}$-methacryloxy propyl trimethoxy silane (MPS), ${\gamma}$-glycidoxy propyl trimethoxy silane (GPS), and ${\gamma}$-mercapto propyl trimethoxy silane (MCPS) 등을 사용하여 실리카 흡착특성과 기계적 계면물성에 대하여 고착하였다. 실란처리에 따른 실리카의 평형 확산압력, 표면 자유에너지, 비표면적을 BET법을 이용한 $N_2$/77 K 기체 흡착을 통하여 알아보았다. 본 실험결과 신란처리에 의해 실리카 표면에 도입된 비극성 관능기로 인해 실리카의 비표면적, 평형 확산압력, 표면 자유에너지의 비극성 요소가 증가하였으며 결과적으로 실리카/고무 복합재료의 기계적 계면 물성인 tearing energy ($G_{mc}$)가 향상되었음을 확인할 수 있었다. 그리고 MPS로 표면처리한 경우가 GPS, MCPS에 비해서 우수한 기계적 계면물성을 나타남을 관찰할 수 있었다.

나노 기공성 단열 실리카 모노리스 제조 및 특성 연구 (Preparation and characterization of nanoporous monolith with high thermal insulation performance)

  • 최현묵;김성우
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.83-91
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    • 2014
  • 본 연구에서는 졸-겔, 용매치환, 표면개질, 상압건조 공정과 계면활성제에 의한 템플레이팅(templating) 공법 및 소결 공정을 이용하여 실리카 에어로겔 모노리스와 메조포러스 실리카 모노리스를 각각 합성하였다. 제조된 두 종류의 실리카 모노리스는 균열이 없이 비교적 투명하였으며, 매우 높은 기공율(92-94%) 및 비표면적($800-840m^2/g$)과 수 십 nm 수준의 기공 크기를 갖는 것으로 확인되었다. 표면개질을 적용한 실리카 에어로겔 샘플이 스피링백 효과로 인하여 메조포러스 실리카 모노리스에 비해 더욱 미세하고 균질한 나노 기공 구조를 보였을 뿐만 아니라, 그 단열 성능도 더욱 우수한 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 합성된 두 종류의 실리카 모노리스를 중간층으로 적용한 복층 창유리의 단열 성능을 측정된 모노리스의 열전도도와 이론식을 근거로 조사한 결과, 기존의 상업적으로 응용되는 공기층 삽입 복층 창유리에 비해 우수한 단열 성능을 보이는 것으로 나타났다.

소디움실리케이트로부터 실리카 솔 제조(製造) 및 성장(成長) (Preparation and Growth of Silica Sol from Sodium Silicate)

  • 윤호성;김철주;김성돈;장희동
    • 자원리싸이클링
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    • 제16권5호
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    • pp.31-35
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    • 2007
  • 본 연구에서는 소디움실리케이트로부터 실리카 솔의 형성과 성장에 관한 연구를 고찰하였다. 황산으로 소디움실리케이트 수용액을 산화시킬 때 실리카 함량은 2%가 적절하였으며, 수용액 내 나트륨 이온 제거 후 안정한 실리케이트 수용액을 얻기 위해서는 수용액 pH를 9 이상 유지하여야 한다. 소디움실리케이트와 실리케이트 수용액을 혼합하여 pH 10으로 유지하여 $80^{\circ}C$로 가열하여 10 nm 크기의 실리카 솔을 제조할 수 있었다. 또한 실리케이트 용액을 실리카 솔 용액에 첨가하여 실리카 솔을 50 nm로 성장시킬 수 있었다.

광경화성 아크릴레이트 복합체를 이용한 나노 임프린트 패턴 형성 (Nanoimprinting Pattern Formation Using Photo-Curable Acrylate Composites)

  • 김성현;박선희;문성남;이우일;송기국
    • 폴리머
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    • 제36권4호
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    • pp.536-541
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    • 2012
  • 실리카 입자가 첨가된 광경화성 임프린트용 복합체를 제조하여 실리카 양에 따른 경화 특성과 전사된 수 백 나노미터 크기의 임프린트 패턴 형성에 관한 결함을 조사하였다. 상온에서 UV 경화한 임프린트 레진은 실리카 양이 증가할수록 탄성률이 커지고 수축률이 줄어드는 것을 알 수 있었다. 그러나 실리카 입자의 양이 7 wt% 이상인 경우 전사된 나노기둥끼리 서로 달라붙는 결함을 보이는데, 이는 실리카 입자가 광반응을 방해하여 임프린트 레진의 경화가 불완전하게 되면서 광경화된 레진의 점성이 증가했기 때문이다. 임프린트 레진에 실리카 입자를 충전제로 사용하면 경화 후 나노 패턴의 강도를 증가하여 형태를 유지하는데 도움이 되지만, 실리카 양이 7 wt% 이상이 되면 오히려 광반응 전환율이 떨어져 임프린트 공정에 의한 나노 패턴의 전사가 어려운 것을 알 수 있다.

SBR의 미세 구조와 보강 시스템이 SBR 가황물의 응력 풀림 효과에 미치는 영향 (Influence of Filler Systems and Microstructures of SBR on Stress Softening Effect of SBR Vulcanizates)

  • 최성신;한동훈;우창수
    • Elastomers and Composites
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    • 제41권3호
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    • pp.164-171
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    • 2006
  • 실리카 또는 카본블랙으로 보강된 SBR 가황물의 응력 풀림 거동을 연구하였다. 1,2-단위체 함량이 18과 60 wt%인 두 가지 SBR을 사용하였으며 보강 시스템으로 카본블랙과 실리카에 실란 결합제가 없는 것 그리고 실리카에 실란 결합제가 있는 것 등 세 가지를 사용하였다. SBR 가황물의 응력 풀림 거동은 보강 시스템뿐만 아니라 SBR 종류에 따라서도 달라졌다. 실리카로 보강된 시료는 카본블랙으로 보강된 시료보다 잔류 변형률이 높았다. 실리카로 보강된 가황물의 잔류 변형률은 실란 커플링제를 첨가함으로써 크게 감소하였다. 카본블랙으로 보강된 가황물의 50% 최대 신장에서의 최대 하중은 실리카로 보강된 가황물의 경우보다 낮았다. 이와는 반대로 카본블랙으로 보강된 가황물의 200% 최대 신장에서의 최대 하중은 실리카로 보강된 가황물의 경우보다 높았다. 1,2-단위체 함량이 60 wt%인 시료의 최대 하중은 1,2-단위체 함량이 18 wt%인 시료의 경우보다 보강 시스템에 상관없이 높았다.

역삼투막의 선택적 제거특성을 이용한 원자력발전소 붕산수 중의 실리카 제거에 관한 연구 (Study on Silica Removal from Borated Water Using Reverse Osmosis Membranes in Nuclear Power Plants)

  • 윤석원;박광규
    • 멤브레인
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    • 제7권4호
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    • pp.167-174
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    • 1997
  • 고온, 고압으로 운전되고 있는 원자력발전소의 1차 계통수측에서, 실리카는 양이온 불순물과 결합하여 핵연료 피복재에 규석(zeolite)층을 형성하므로 계통구조물의 건전성에 영향을 미치게 된다. 따라서 핵연료와 접촉하는 1차 계통수측에서는 규제치 이하의 수준으로 실리카 농도가 유지되어야 한다. 본 논문에서는 실리카 제거 작업시 발생되는 방사성 폐기물의 양을 최소화 하고 붕산 소모량을 줄이기 위해, 상용화 되어 있는 5종류의 막을 이용하여 붕산 및 실리카가 함유된 수용액에 대한 조업온도, 공급유량 변화가 투과량, 붕소회수율, 실리카 배제율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 이를 이용하여 계통수내에서 실리카 만을 효과적으로 제거할 수 있는 장치를 설계하였으며, 특성이 다른 2종류의 막을 3단으로 구성하여 상황변화에 따른 대응능력을 높였다. 실험결과 기존 원자력발전소에서 사용하고 있는 Feed and Bleed 방법에 비해 폐기물 발생량은 7%에 불과했고, 농축 폐기물에 포함되어 소모된 붕산의 양은 15.7%에 불과하였다.

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