CO2 고압반응을 활용한 기능성 나노 규산의 제조 및 특성평가

Abstract

최근의 재료공학 분야에서 세라믹 소재에 관련하여 sol-gel 공정을 응용하는 연구 결과들의 발표가 급증하고 있다. 지난 30여 년간 sol-gel 공정 관련연구는 눈의 띄는 성장을 거듭해 왔으며 특히 sol-gel 공정의 각 단계에 관한 연구가 미세한 부분까지 수행되어 기술적 응용의 토대가 마련되었다.[1-3] 유-무기 하이브리드는 화학적 균일성을 바탕으로 투명하게 만들 수 있다는 장점을 갖고 있어 많은 광학소재와 디스플레이 분야에서 주목하고 있다. 현재 평판디스플레이 기판재료로 널리 이용되고 있는 유리는 깨어지기 쉽고 무거우며 가공공정이 어려움이 있지만 플라스틱은 가벼우면서도 충격강도에 강하며 가공이 편리하다는 장점이 있다.[4] 그러나 원료의 경제성과 기판의 flexible 한 계면에서 코팅 층과의 접착성과 내구성 등 궁극적으로 해결해야 하는 문제점들이 남아있다. 현재까지는 Tetra ethoxy silane(TEOS)이나 Try methoxy silane(TMOS)등과 같은 금속 알콕사이드 계열을 이용하여 Iso propyl alcohol(IPA)과 같은 용매에 분산시킨 후, 가수분해 및 중합반응을 통하여 제조하였다. 하지만 출발물질이 고가이고, 대량 생산의 어려움 등으로 인한 실 제 공정 적용에는 문제점이 있었다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 현재까지 가장 저렴하다고 알려진 실리카원료로서 물유리를 사용하고, 석회석 산업을 중심으로 발생하는 이 산화탄소를 겔화 개시제로서 사용하였다. 제조된 실리카와 3-glycidoxy propyl tri methoxy silane(GLYMO)를 이용하여 코팅용액을 제조하였고, 이를 대부분 기판으로 사용되고 있는 유리 기판 대신 Poly methyl metha crylate(PMMA)의 고분자 기판(Polymer substrate)에 코팅하여 코팅제로서의 물성을 평가하였다.