멜라민 포름알데하이드의 in-situ 중합에 의한 상전이 물질의 마이크로 캡슐화에 관한 연구

Abstract

Microcapsule이란 shell안에 특성 물질인 core를 포함하고 있는 구형 모형의 미세입자를 말한다. 보통 50nm~2000㎛의 크기를 가지며 core의 물질에 따라서 화장품, 섬유, 건축자재, 의약품등에 쓰이고 있다. 본 연구에서는 상전이 물질이 포함된 마이크로캡슐을 제조 하였으며, shell 물질로는 열적 안정성, 내가수분해성 그리고 내약품성 등이 뛰어난 melamine-formaldehyde 수지를 선정 하였다. 온도 감응형 섬유에 적용하기 위해서 core 물질을 octadecane으로 선정하여 실험 하였으며, octadecane은 상전이 온도가 28℃로 상온에서도 쉽게 상전이가 발생하여 섬유의 온도 조절에 유리한 점을 가지고 있다. 하지만 core 물질인 octadecane은 가격이 높아 공업적으로 이용하기에는 큰 어려움이 있어 octadecane의 encapsulation efficiency의 중요성이 크게 부각 되었다. 따라서, microcapsule의 encapsluation efficiency를 높이기 위해서, melamine-formaldehyde prepolymer가 shell을 형성 할 때의 pH를 변화 시켜 가면서 melamine-formaldehyde microcapsule의 encapsulation efficiency의 변화를 알아 보았으며, 반응 온도 및 몰비에 따른 encapsulation efficiency에 대해서도 알아 보았다. 또한 제조된 마이크로 캡슐의 열적 안정성 및 입자 사이즈를 측정하여 마이크로 캡슐의 안정성을 확인 및 섬유에 적용하기 용의하게 제조되었는지 확인하였다.; Microcapsules generally range from 50 ㎚ to 2,000 ㎛, composed of an outer shell material and an active inner core component. To apply to thermal energy fields such as heating and air conditioning of buildings, thermal insulation materials, and thermal adaptable fibers, microencapsulation of phase-change materials (PCM) has been studied extensively. In this work, melamine-formaldehyde (M-F) resin was chosen for the shell material because of good resistance to hydrolytic degradation, high humidity, and high temperature and octadecane was chosen for the core material due to proper melting point at 28℃ and large enthalpy change in the first-order transition in the polymerization system, reaction occured exclusively in the continuous aqueous phase with producing a relatively low molecular weight pre-polymer in the beginning. As the pre-polymer grows, it deposits on the surface of the dispersed core material, then encapsulated, where polymerization with crosslinking continued to occur, which resulted in the generation of a solid capsule shell.