Mechanical properties and morphology of styrene ionomers containing dimer acid derivatives and styrene ionomers possessing Na-sulfopropyl methacrylate units
- Issued Date
- 2016
- Keyword
- ionomers
- Abstract
- 아이오노머는 비극성 주사슬에 비교적 적은 양의 이온기 (<15 mol%)를 가지고 있는 고분자 물질을 말한다. 아이오노머의 물리적/기계적 성질은 주사슬의 종류, 이온 함량, 이온기의 종류, 첨가제의 사용 등 여러 변수에 의해 변한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 여러 변수 중에서 이온기/주사슬 사이의 거리, 다이머산 첨가 그리고 열처리가 아이오노머의 물리적 성질에 어떤 영향을 미치는지에 대해 조사하였다. 이 논문은 총 다섯 개의 장으로 구성되어 있다. 제 1장에서는 아이오노머의 특성과 아이오노머의 형태학적인 모델들 그리고 아이오노머를 만드는 방법에 대해 간단히 기술하였다. 또한 아이오노머의 특성을 연구하기 위해 사용되는 주요 기기들에 대한 원리와 설명을 담았다. 제 2장은 먼저 아이오노머의 정의, 멀티플릿/클러스터, 아이오노머의 유리 전이에 대한 내용을 다루고 있으며, PE, PTFE 및 PS 등 다양한 아이오노머의 물리적 성질 등에 대해 간단히 소개하고 있다. 이어서 아이오노머의 가소화, 블렌드를 설명하고 최근에 주로 사용 및 연구되고 있는 아이오노머의 응용 분야를 총 13개 부분으로 나누어 자세히 기술하고 있다. 제 3장에서는 술포네이트 혹은 카복실레이트 음이온 작용기를 가지고 있는 스타이렌 아이오노머에 Na로 중화된 카복실레이트를 포함한 다이머산을 첨가했을 때 이 첨가제가 아이오노머의 기계적인 성질과 형태학에 어떤 영향을 끼치는지에 대해 논하고 있다. 또한 이 결과들을 Na로 중화된 카복실레이트 작용기를 사슬 양 끝에 가지고 있는 저분자량 화합물을 첨가한 아이오노머에서 얻은 실험 결과들과 비교하였다. 제 4장에서는 새롭게 합성된 스타이렌 Na-술포프로필 메타크릴레이트 아이오노머의 Na-술포네이트 이온기가 아이오노머의 기계적 성질과 형태학에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보았다. 이 결과를 스타이렌 메타크릴레이트와 스타이렌 술포네이트 아이오노머를 이용하여 얻은 결과 값과 비교하여 이온기와 주사슬 사이의 거리 효과 그리고 이온기의 종류 (술포네이트, 카복실레이트)의 효과를 비교 분석하여 아이오노머의 화학 구조가 아이오노머의 기계적인 성질과 형태학에 어떤 영향을 끼치는지에 대해 알아보았다. 제 5장에서는 황산 작용기가 벤젠 고리의 파라 위치에 붙어 있는 폴리(스타이렌-co-스타이렌술폰산) 공중합체를 60 ℃에서 열처리 하면 고분자의 화학 구조에 어떤 변화가 생기는지에 대해 다루고 있다. 열처리를 하면 공중합체 시료의 색이 흰색에서 황갈색으로 변화하는데 그 색 변화를 라디칼의 생성 및 사슬 구조 변화와 연결하여 해석하였다. 라디칼 생성은 EMR 장치를 통해 확인하였고 고분자 사슬에서의 탈 수소화는 NMR을 통해 알아내었다. 한편 황산기의 구조 변화 및 황산 작용기의 수소 이동에 대해서는 FT-IR로 연구하였다. 제 5장의 마지막에 색 변화에 영향을 미치는 라디칼의 생성 및 사슬 구조 변화에 대한 메커니즘을 제시하였다.
- Alternative Title
- 이량체 산 유도체를 포함한 스타이렌 아이오노머 및 Na-술포프로필 메타크릴레이트 단위를 포함한 스타이렌 아이오노머의 기계적 성질과 형태학
- Alternative Author(s)
- Kwang-Hwan Ko
- Department
- 일반대학원 첨단부품소재공학과
- Advisor
- 김준섭
- Awarded Date
- 2016-02
- Table Of Contents
- Contents
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Abstract
Chapter 1. Introduction
1.1. Ionomers 2
1.1.1. Definitions 2
1.1.2. General background 2
1.1.3. Main techniques used in this work 3
1.1.4. Synthesis 7
1.1.5. Morphological models 8
1.2. Structure of This Thesis and Brief Experination of Each Chapter 10
1.3. References 13
Chapter 2. Ionomers
2.1. Introduction 18
2.2. Multiplets and Clusters 24
2.3. Glass Transition Tempseratures 29
2.3.1. Glass transition of matrix region 29
2.3.2. Glass transition of cluster regions 31
2.4. Physical Properties of Various Ionomers 32
2.4.1. Polyethylene-based ionomer 32
2.4.2. Polytetrafluoroethylene-based ionomers 36
2.4.3. Polystyrene ionomer 39
2.5. Plasticization 44
2.6. Ionomer Blend 47
2.7. Applications of Ionomers 54
2.7.1. Superpermeselective membrans 54
2.7.2. Ionomer plastics 55
2.7.3. Ionomeric elastomers 55
2.7.4. Compatibilizer 57
2.7.5. Ionomeric nanocomposites 59
2.7.6. Drilling fluids 60
2.7.7. Ionomer coatings 61
2.7.8. Ionic polymer-metal composites 61
2.7.9. Biomaterials 62
2.7.10. Self-healing smart materials 64
2.7.11. Shape-memory ionomers 67
2.7.12. Catalysis or catalytic supports 69
2.7.13. Anti-static materials 69
2.8. References 71
Chapter 3. Tangible plasticization/filler effects of sodium salts of dimer acids on the mechanical properties of styrene ionomers
3.1. Introduction 107
3.2. Experimental Section 110
3.3. Results and Discussion 113
3.4. Conclusions 129
3.5. References 124
Chapter 4. Detailed interpretation of the dynamic mechanical and morphological data of poly(styrene-co-sodium sulfopropyl methacrylate) ionomers
4.1. Introduction 134
4.2. Experimental Section 137
4.3. Results 138
4.4. Discussion 150
4.5. Conclusions 150
4.6. References 161
Chapter 5. Effects of low-temperature dehydration on poly(styrene-co-styrenesulfonic acid) membrane
5.1. Introduction 165
5.2. Experimental Section 166
5.3. Results and Discussion 168
5.4. Conclusions 177
5.5. References 179
Appendixes
Acknowledgement
- Degree
- Doctor
- Publisher
- 조선대학교 대학원
- Citation
- 고광환. (2016). Mechanical properties and morphology of styrene ionomers containing dimer acid derivatives and styrene ionomers possessing Na-sulfopropyl methacrylate units.
- Type
- Dissertation
- URI
- https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/12611
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000265203
- Appears in Collections:
- General Graduate School > 4. Theses(Ph.D)
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