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열중량분석(TGA)

목차I. Thermogravimetric Analysis(TGA, 열중량분석기)1. TGA 측정 원리 (Basic theory)2. TGA응용3. 기기 주요 구성4.Balance 구조5.Furnace 구조6. TGA sample pan의 종류7. 참고문헌II. TGA를 이용한 고분자의 분해거동 분석1. Introduction2. Experimental3. Results and Discussion4. Conclusion5. ReferenceI. Thermogravimetric Analysis(TGA, 열중량분석기)열중량분석기(TGA)는 시료에 온도프로그램을 가하여 시간이나 온도의 함수로써 시료와 시료의 조성에 따른 질량변화(changes in mass)를 측정하는 기기이다.1. TGA 측정 원리 (Basic theory)재료의 질량손실은 증발(vaporization)이나 가스상 산물을 생성하는 화학반응(chemical reaction)에 의해 발생된다. 특히 TGA 실험 시 재료는 가스상 분위기에 민감하여 사용된 purge gas가 불활성(N2, He, Ar)이 아닌 경우 시료는 가스(O2, air)와 반응하여 예를 들면 산화분해(oxidation decomposition)거동과 관련해 산소를 purge하여 분해거동을 연구하는데 이용할 수 있다.질량변화는 매우 감도있는 전자저울(electronic balance)에 의해 연속적으로 측정된다. 따라서 열중량분석시는 전자저울의 기능이 절대적으로 중요하다 할 수 있으므로 사용 시나 구매 시 기기의 전자저울에 유의해야 할 것이다. 참고로 TGA에 사용된 전자저울은 수평한(horizontal) 타입과 수직(vertical) 타입으로 구분된다. TGA 측정 시 발생될 수 있는 buoayncy 현상이나 drag force에 의한 간섭은 blank curve subtraction으로 보정함으로써 더욱 정확한 데이터를 얻을 수 있다.Horizontal TGA 및 Vertical TGA 비교2. TGA 응용일반적으로 TGA는 불활성환경(inert atmosphere)에서 분해온도와 분해반응과정에 대한 정보뿐만 아니라 공기나 산소환경하에서 연소과정(combustion profile)에 대한 연구가 가능하다. Coupling technique으로 알려진 EGA(Evolved Gas Analysis)기술은 고분자의 열에 의한 환경적 연구 시 중요한 분석법이다. 즉, TGA에 Mass Spectrometer(MS)나 Fourier Transform Infrared Spectrometer(FTIR)을 coupling하여 시료로부터 방출되는 가스를 정성분석하는 것이다. 아울러 TGA에 DTA를 겸하고 있는 경우 weight change는 물론 흡열(endothermic)반응과 발열(exothermic)반응을 측정할 수 있다.열중량 분석은 휘발성 물질(수분, 용매등), 고분자, 카본블랙(carbon black), carbon fiber, 회분(ash), filler(충진제) 등의 함량을 검출하는데 이상적인 조성분석(compositional analysis)법이며, 고분자가 연소되는 온도영역에서는 분해속도(decomposition kinetics)가 고분자마다 서로 다르기 때문에 고분자의 정량적 분석이 가능하다⑴ 무기물, 유기물 및 고분자 물질의 열분해⑵ 고체상태 반응 (Solid-state Reaction)⑶ 액체의 증발 및 고체의 승화⑷ 물질의 열분해 (Pyrolysis)⑸ 시료속의 수분 또는 휘발성 성분의 측정⑹ 증발 또는 승화의 속도⑺ 탈수와 흡수의 연구⑻ 특수한 반응속도 연구 등3. 기기 주요 구성TGA는 여섯 개의 중요 부분으로 구성되어있다.(1) Balance :시료무게를 정확히 측정한다. Balance는 TGA시스템에서 매우 중요하다(2) 시료플렛폼 : 시료를 Balance에 장착하고 내린다.(3) Furnace : 시료분위기 및 온도를 조정하는데 Q50은 표준 로를 가지고 있다.(4) Balance 케비넷 : 시스템의 전자적인 것과 기계적인 것이 포함되어있다.(5) 열교환기 : 로에서 나오는 열을 감쇄 시킨다.(6) 디지털 유량계 : Balance와 로에 Purge Gas의 유량을 조정한다.4.Balance 구조(1)구조(2)TGA에는 Micro Balance가 장착되어 있으며, 이것이 시료의 무게 변화를 감지한다. 보통은 무게 감소를 주로 측정하지만 무게 증가도 측정할 수 있다. Balance에는 위치를 일정하게 유지하는 Flag가 있는데 만약 시료의 무게 증감이 발생하면 이 Flag의 위치가 변하게 된다. 이때 TGA는 그 원래의 위치를 유지하기 위해 Metermovement라는 곳에 전류를 증가 또는 감소시키게 된다. 이 전류값이 무게로 환산되어 표시되는 것이다. 위치를 유지하는 곳에는 적외선 센서가 사용된다.5.Furnace 구조(1) TGA에 장착되어 있는 Furnace에 따라 수직형 또는 수평형으로 나누기도 한다. 그러나 무게감지 메카니즘은 거의 동일한 원리를 사용한다. 그러나 이 메카니즘의 성능과 그 일차적 신호를 무게로 환산하는 Hardware(보통 Analogboard)의 성능에 따라 감도의 차이가 존재한다. 수직형 로와 수평형 로 사이에 큰 차이는 없다. 만약 큰 차이가 난다면 그 기기는 좋은 기기가 못 된다.(2) 구조(3) Furnace에서 발생하는 현상1) 굴뚝효과(Chimney Effect) :수직형 로에서 크게 나타나는 현상으로 시료의 무 게를 가볍게 만들려는 현상이다. 이것은 TGA의 Balance Purge Gas로 상쇄 시킨다.2) 부력효과(Buoyancy Effect): 로 안에서 열로 인해 분자들의 활동이 활발해져서 밖으로 빠져 나가므로 내부의 압력이 낮아지는 현상이다. 이것은 Sample Purge Gas로 상쇄된다.3) 대류효과: 로가 원통형으로 되어 있으므로 로의 벽면에서 뜨거워진 기류가 위로 올라간 후 상대적으로 덜 뜨거운 가운데 부분으로 다시 내려와 시료의 무게를 증 가 시키는 현상이다. 이것은 Balance Purge와 Sample Purge의 조합으로 많이 상쇄 되지만 초기에는 나타난다. 따라서 모든 TGA의 초기 데이터를 확대해 보면 시료의 무게가 약간(보통 0.2% 정도) 증가하는 것을 볼 수 있다.4) TGA에서 시료는 자유롭게 놓여져 있는 상태이다. 즉, DSC와 같이 시료가 Pan에 밀착되어 있는 상태가 아니기 때문에 때때로 Weight 신호가 흔들리는 현상을 목격할 수 있다. 이는 시료가 분해될 때, 또는 열을 받을 때 움직이기 때문이다.6. TGA sample pan의 종류원료 면에서 크게 세가지로 나뉜다. 하나는 백금(Platinum)으로 만든 것이고, 다른 하나는 알루미나(Alumina)로 만든 것이며, 나머지 하나는 알루미늄으로 만든 것이다. 이것들은 시료를 담을 수 있는 크기에 따라 다시 나뉜다. 알루미늄 pan은 일회용으로 600도 이하의 온도에서 사용된다. 왜냐하면 청소하기가 어렵고 녹는 온도가 660도 이기 때문이다. 따라서 비용을 줄일려면 DSC sample pan을 사용하면 된다.- 백금 pan : 50uL, 100uL- 알루미나 pan : 100uL, 250uL, 500uL- 알루미늄 pan : 110uL

공학/기술| 2008.11.14| 11페이지| 2,000원| 조회(4,276)

기기분석, 열분석, TGA, 열중량분석, 고분자분석

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IMID 2008 참관 보고서

2008 국제정보 디스플레이전시회 참관 보고서2008. 10. 17. (금)Contents전시회 개요 패널동향 – LCD, AMOLED 소재동향 – 편광필름 등 요약*전시회 개요목적 - 21세기 디지털 정보화 표시기기 산업국으로의 진입기반 구축 - 신기술, 고기능화 제품 보급을 통한 국민문화 생활 향상 - 신기술 및 시장현황에 대한 정보교환으로 신제품 개발 촉진 주요전시품목 - 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP), 유기발광다이오드(OLED), Flexible Display, 3차원 입체영상디스플레이, Micro Display - 전자디스플레이 관련 재료 및 부품 Glass, Color Filter, Backlight Unit, 편광필름, Drive IC 등 전자디스플레이 관련장치 - 계측기기, 검사장치, 시험장치, 제조장치 전시기간 및 장소 일 시: 2008년 10월 14일(화) ~ 17일(금) 장 소: 일산 KINTEX 1층, 5홀 (10,611m2) 행사기관 주 최: 한국디스플레이산업협회(KDIA), 한국정보디스플레이학회(KIDS), 전자신문사(The Electronic Times), 후 원: 지식경제부, 경기도, Nikkei BP*예년에 비해 전시회 규모가 많이 축소 되었으며, 패널은 LCD와 AM-OLED 관련 기술이 전시되었다. 해가 거듭될수록 디스플레이 전시회 보다는 장비업체 및 분석기기 업체의 전시회로 변질되어가는 느낌이다.*LG Display작년에는 LPL로 전시회에 참여하였으나 사명을 LG Display로 바꾼 후 첫 IMID 였다. LCD와 AMOLED 기술 위주로 전시 되었으며, PDP와 브라운관 쪽은 한국전자산업대전에 전시되어 이번 IMID에는 참여하지 않았다고 한다. 이번 IMID는 한국전자산업대전과 같이 진행되면서 오히려 규모가 많이 줄어들었다.*Motion Blur Free - LG Display작년 120Hz 기술에 이어 올해에는 240 Hz 기술을 선보였다. 초당 240장의 화면을 쏘아주어 동영상의 응답속도를 6ms 까지 높였으며, 동영상의 선명도를 한층 더 높였다.*저반사 패널 - LG Display기존의 Anti-glare(AG)가 아닌 Low-reflection(저반사) 패널 제품, 기존 AG에 비해 패널의 선명도 및 휘도가 탁월하며, 빛 반사 역시 성능이 너 뛰어나다.*Local dimming – LG DisplayLED 백라이트를 사용하여 어둡운 부분에서는 BLU를 off 시키거나 빛을 약하게 하여 소비전력을 획기적으로 낮춰주고, 화질의 선명도를 높인 제품*절전형 초반사 패널 - LG DisplayBLU 없이 외부광원을 사용하여 디스플레이 하는 반사형 타입의 LCD 패널, 초절전, 초박형을 실현할 수 있으며, 양면 디스플레이로도 활용 가능하다.*42”Triple View display - LG Display단일 LCD 패널을 이용하여 중앙/좌/우 시야각에서 서로 다른 3개의 영상을 Display 하는 기술 – 3D 기반 기술을 응용한 제품*Free form display - LG Display다양한 모양을 가진 TFT-LCD 패널, 타원형, 원형, 조개모양 등 다양한 모양을 지는 패널을 선보였다. 편광필름도 패널 모양에 맞는 다양한 디자인이 요구 될 듯하다.*삼성전자작년에는 삼성전자 VD사업부, LCD 사업부, SDI 부스가 각각 있었으나 올해에는 단일부스로 전시회에 참여했다. LG와 마찬가지로 한국전자산업대전에도 전시 부스가 있어 IMID에서는 핵심 기술만 선보인듯 하다.*Blue phase mode LCD - 삼성전자세계 최초로 개발한 블루 페이즈 방식 LCD 패널을 선보였다. 이 블루 페이즈 방식을 사용하면 기존의 액정 배향막이 필요하지 않아 공정이 단순화 되어 생산효율이 높아지고, 별도의 기술 없이 240Hz 급의 고속응답 성능의 디스플레이가 가능하다고 한다. 2011년쯤 소비자들에게 선보인다고 한다.*14.3”Color e-PAper- 삼성전자CNT Electrode를 사용한 flexible color e-paper 원통형 display도 가능하다.*4.3”Plastic LCD - 삼성전자유리가 아닌 plastic을 사용한 LCD 패널, 굽힘이 가능하여 굴곡 있는 display도 구현이 가능하다*52”Full HD급 3D display- 삼성전자3D 화면 구현이 가능한 Full HD급 3D display, 별도의 안경 없이도 3D를 경험할 수 있다.**82”Ultra Definition display- 삼성전자업계 최대크기의 82”LCD panel, 작은 사이즈의 pixel을 적용하여 가까이서도 선명한 화질을 볼 수 있다.High CR True Black display - 삼성전자C/R 8000:1의 고CR 패널 기존 3000:1에 비해 블랙의 심도가 깊다.*CCFL Scanning - 삼성전자*BLU를 계속 켜놓는 것이 아니라 반복적으로 스캐닝 하듯이 켜주는 것. 화면에 따라 스캐닝 속도를 조절하여 소비전력을 감소시켜 주고 잔상을 없애주는 기술LED dimming - 삼성전자LED BLU를 이용한 Local dimming 기술을 적용하여 소비전력을 획기적으로 줄였으며, RGB color LED를 사용하여 색상의 표현력을 향상시켰다. 즉 red 색상을 표현할 때는 red LED BLU를 켜주고, blue 색상을 표현할 때는 blue LED BLU를 켜줌으로써 더 다양한 색상을 표현할 수 있다.*Nitto Denko편광필름, 기능성 코팅제품 및 클린룸用 양면접착 테이프 등 디스플레이 공정 관련 전자재료를 선보였다.*고해상도 AG 코팅기술 – Nitto Denko*CR을 10% 향상시킨 저 Haze 고해상도 AG 코팅 기술고방오 HC 코팅기술 – Nitto Denko*터치 패널용 투명 전도성 필름 – Nitto Denko*Low haze AG – Nitto Denko*CR을 15% 향상시킨 저 Haze AG 코팅 기술휘도향상 필름 – Nitto Denko*편광 선글라스 대응 편광판 – Nitto Denko*편광 선글라스를 쓰면 특정 각도에서 LCD 화면이 보이지 않는 것을 방지하기 위하여 위상차 필름을 이용하여 선편광을 원편광으로 바꿔준 편광판동우화인켐*편광필름, CR 향상 코팅기술, 초박형 제품, 휘도향상 필름 적용제품 등을 선보였다.빛샘 개선 점착제 – 동우화인켐**AMOLED용 편광필터 – 동우화인켐*AMOLED용 편광필터 – 동우화인켐*초박형 모바일用 편광필름 – 동우화인켐*휘도향상필름을 적용한 편광필름 – 동우화인켐*BLU moire 감소 편광필름 (1) – 동우화인켐*BLU moire 감소 편광필름 (2) – 동우화인켐*고해상도 AG 편광필름 – 동우화인켐*S-PVA용 편광필름 – 동우화인켐요약IMID 2007에 비해 규모 및 참가업체 수가 적었으며, 디스플레이 장비업체 및 분석기기 업체가 주를 이루고 있음 LGD의 경우 impulsive 240Hz, Local dimming, 3D display, multiple touch screen 등을 선보였으나 예년에 비해 크게 달라진 기술은 없었다. 흥미로운 것은 free form LCD로 다양한 모양을 가진 모바일용 LCD를 선보였다. 삼성전자의 경우 Blue phase mode LCD라는 기술은 새로운 액정을 사용하여 액정배향 막이 필요 없고 러빙이 필요없는 새로운 방식의 LCD 패널로 응답속도가 빠르고, 생산공정이 단순한 장점이 있는 제품을 선보였으며, LGD와 마찬가지로 240Hz기술, local dimming, 3D display 등을 선보였고, CCFL scanning, 고CR, 82”LCD 등 LGD에 비해 좀 더 앞선 기술을 선보이기도 했다. 편광필름 생산업체의 경우 Nitto denko와 동우화인켐이 참가 하였으며, Nitto denko는 고방오 HC, 고해상도 AG, 고휘도 필름, 편광 선글라스 대안용 편광판 등을 선보였고, 동우화인켐의 경우 빛샘감소 점착제, 초박형 편광필름, AMOLED용 편광판, BLU moire 감소 기술 등을 선보였으나, 예년에 비해 크게 달라진 기술은 없었다.*{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.11.10| 38페이지| 1,000원| 조회(597)

LCD, 전시회, 참관보고서, IMID, 편광필름

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[기기분석] 시차주사열분석법 (DSC)

시차주사열분석법 (Differential Scanning Calorimetry, DSC)목차서론원리시차주사열량법(differential scanning calorimetry, DSC)의 종류DSC(differential Scaning Calorimetry) 용어의 의미장치기기 주요 구성Standard DSC Cell 구조냉각장치표준시료 및 Sample Pan선택기기설치 및 점검3. Sampling시 주의사항4. 응용 및 분석5. 참고 문헌1. 서론본 리포트에서는 고분자의 분석 방법 중 하나인 시차주사열분석법을 통해 고분자를 분석하는 원리와 기기의 구조 샘플링 및 분석방법 기기사용시 주의사항 등에 대해 알아보고자 한다.1) 원리시차주사열분석법은 시료와 기준물질을 각각 가열로에 넣고 일정한 속도로 온도를 변화시키면서 시료로부터 나오는 열의 양을 전기에너지로 변환시켜 시료의 열적 특성을 분석하는 방법으로 유리전이온도(Tg), 용융온도(Tm), 용융열량(Hf), 결정화온도(Tc) 및 결정화열량(Hc)를 분석하는데 유용하게 사용된다.어떠한 물질에 열을 가해 주면 물리적 변화나 화학적인 변화가 단독으로 혹은 복합적으로 일어나게 된다. 용융이나 비등같은 물리적인 변화는 그 물질의 종류와 온도에 따라 일어날 수 있다. 또한 분해나 반응(산화, 환원, 이성화 등)과 같은 화학적인 변화가 고온에서 일어난다. 일반적으로 열법분석이란 프로그램 된 온도변화에 따라 가열되면서 발생하는 물질 또는 그 물질의 반응 생성물의 물리적 성질을 온도함수로서 측정하는 일련의 방법들을 말한다. 미지의 시료가 가열될 때 일어나는 물리적, 화학적 변화에 대한 자료를 분석함으로써 그 물질을 정성, 정량적으로 분석 할 수 있다. 또한 그 물질이 안정화 될 수 있는 최대 온도를 측정할 수 있다. 측정되는 변수와 온도변화 프로그램에 따라 12가지 이상의 열법분석법이 알려져 있다. 이들 방법은 고분자, 약품, 점토, 광물, 금속 및 합금과 같은 공업생산물에 대한 연구와 품질관리 등에 널리 이용된다. 열법분석으로여 두 접시를 거쳐 시료와 기준접시 속으로 들어간다. 시료와 기준 물질에 흘러 들어간 열의 흐름 차이를 콘스탄탄판과 그 판 밑에 부착시킨 크로멜판 사이를 접촉시킬 수 있도록 만든 크로멜-콘스탄탄 열전기쌍으로 측정한다. 두 접시 쪽으로 흘러간 열의 차이가 두 열전기상 접촉의 출력 차이와 직접적으로 비례함을 알 수 있다. 시료 온도는 시료판 밑에 크로멜-알루멜 접촉으로 측정할 수 있다.3) DSC(differential Scaning Calorimetry) 용어의 의미a) Differential Scanning Calorimetry(DSC)물질의 전이 현상과 관련된 온도와 열흐름(Heat Flow)을 시간과 온도의 함수로 측정하는 기기를 말한다. 시료가 열을 받아 그 물리적 또는 화학적 물성이 변할 때 열을 수반하면서 흡열 또는 발열 현상이 나타나는데 이 열의 변화를 감지해 내는 것이다. 따라서 열의 출입을 동반하는 모든 물성을 DSC는 측정할 수 있다. 그러나 매우 작은 열 변화 또는 완만하게 긴 온도 영역에 걸쳐 일어나는 작은 열 변화 등은 측정 되지 않는다.b) DifferentialSample 단독으로만 존재하는 것이 아니라 Reference가 필요하다는 뜻이다. 즉 Reference와 Sample 사이의 열 변화의 차이를 측정한다는 뜻이다. Reference라 하여 어떤 특별한 물질을 사용하는 것이 아니라 Sample 쪽과 같은 형태의 빈 Sample Pan을 사용한다. 따라서 Reference 쪽은 아무런 변화가 없는데 Sample 쪽에서 열 변화가 생기게 되고, 이로 인해서 두 쪽 사이에서 온도 차이가 생기게 된다. 바로 이 온도 차이를 일차적으로 측정하게 된다. 참고로 Heat Flow 자체를 직접 측정하는 DSC는 없다. 왜냐하면 Heat Flow를 직접 측정하는 Sensor는 지구상에 없기 때문이다. 열 보상형 DSC라고 해서 Heat Flow를 직접 측정하는 것은 결코 아니다. 지금까지 존재하는 모든 DSC의 일차적인 열 변화는 온도차이다.c) Sample Pan도 사용하지 않음.- Cell Constant Calibration보통 Indium을 사용하며 이것 이외에도 용융열을 정확히 알고 있는 순수 물질(99.99% 이상)이라면 거의 모든 것이 가능하다. 무게를 가능한 정확히 측정(최소한 100ug 단위까지)하고 시료양은 5mg 정도를 사용한다.- TemperatureDSC Calibration Program에서 기본적으로 지원하는 시료는 Mercury(Hg), Indium(In), Tin(Sn), Lead(Pb), Zinc(Zn), Water등. 이것 이외에도 녹는 점을 소수 둘째 자리 이하까지 알고 있는 순수물질(99.99% 이상)이라면 가능하다.(1) DSC Sample Pans응용분야에 따라 여러 종류의 Sample Pan이 있다.a) Aluminum, Non-Hermetic (-180 ~ 600℃)Sensor와 Thermal Contact이 우수함으로써 일반적으로 가장 많이 사용되며 Solid용으로 주로 사용된다.b) Aluminum, Hermetic(-180 ~ 600 ℃)액상 이나 수분이 많거나 휘발성 시료에 주로 사용되며 3 기압까지 견딘다.c) Coated-Aluminum, Hermetic(-180 ~ 600 ℃)Fluorophosphate Compound로 코팅되어 있어 Aluminum pan과 반응하는 시료에 주로 사용되며, 50 C 이상에서 Aqueous Solution(수용성용액) 분석시 사용한다. (코팅물질이 알루미늄과 수분의 반응을 방지함)d) Aluminum, Sloid Fat Index(SFI)(-180 ~ 600 ℃)액상 시료의 표면적을 일정하게 유지 시켜주므로(Open된 상태에서) 시료의 표면적에 의해 영향을 받는 실험 즉 산화안정성 실험등에 쓰임(액체의 경우 표면장력에 의해 용기에 담을 시 표면적이 각각 달라짐으로 산소와 접하는 면적에 따라 실험데이타가 달라 질 수 있음)e) Gold(-180 ~ 725 ℃)600oC이상, 알루미늄과 반응하는 시료에 사용한다.CS 사용온도: -90 ~550C(따라서 RCS 사용 시 550C 이상 안됨)6) DSC용 Pan은 일반적으로 Aluminum( MP:660C )이므로 최대 온도 설정을550C이하 정한다.(RCS 사용하지 않는 경우 -180 ~725 C 까지 사용 가능하지만 Aluminum Pan을 사용하므로 600C이상은 올리지 않음).7) DSC Cell은 증발되는 Gas와 시료 중에 포함된 Solvent에 의하여 고장이 일어날 수 있으므로 미지시료는 항상 TGA를 먼저 측정하여 Decomposition 온도보다 높은 온도에서 DSC의 온도를 Setting하지 않도록 한다. 따라서 시료중에Solvent가 포함되어 있을 경우 solvent를 제거한 후 DSC 측정을 한다.8) 온도 보정은 최소 2개이상 한다.indium(온도, 열량 보정: 무게의 정확성 요구), Zinc(온도)9) 1주일 마다 calibration 시행한다.(매일 2~3 개의 sample 기준)10) 실험 후 RCS가 실온으로 유지되도록 설정한다.4. 응용 및 분석고분자 및 섬유 분야에서의 응용은 주로 온도에 따라 결정화, 용융 및 유리전이와 같은 물질의 열적 특성을 분석하는데 유용하게 사용된다.DSC 분석을 통해 알 수 있는 것들- Glass Transitions(유리전이점)- Melting Points(녹는점)- Crystallization Time & Temperature(결정화시간 및 온도)- Percent Crystallinity(결정화도)- Heat of Fusion and Reaction(용융 및 반응열)- Specific Heat and Heat Capacity(비열 및 열용량)- Rate of Cure(경화율)- Degree of Cure(경화도)- Reaction Kinetics(반응역학)- Purity(순도)- Thermal Stability(열안정성)- Boiling Point(끊는점)(1) 유리전이온도 (Glass transition temperature, Tg)고분자의 유수 있다.DSC의 원리는 시료와 기준물질을 각각의 가열로에 넣고 일정한 속도로 온도를 상승시켰을 때 시료가 흡열을 하면 그와 꼭 같은 전기 에너지를 시료의 가열로에 공급하며 만약 발열을 하면 발열에 해당되는 만큼의 전기에너지를 기준물질의 가열로에 공급하여 두 개의 가열로 안의 시료접시 온도를 항상 같게 한다. 이때 기록되는 열량의 변화를 온도의 함수로 나타내어 이것을 토대로 시료의 열적 특성을 분석할 수 있다.1)이번 실험에서는 시차주사열량계를 이용하여 PET chip, film, poly(trimethylene naphthalate) -b-poly(ethylene glycol)의 열특성을 살펴보았다.2. Experimental실험에 사용된 DSC는 TA사의 DSC 2010 system을 사용하였으며 , 사용한 소프트웨어는 TA사의 Q Series Explorer system을 사용하였다. 사용된 냉각기는 DSC refrigerated cooling system을 사용하였다.사용한 시료는 PET chip(w:11.7mg), PET film(w:10.6mg), PTN-co-PEG(w:8.8 mg)를 사용하였으며 모두 10.00℃/min의 속도로 300.00℃까지 승온시킨 다음, 300℃에서 10분간 등온시키고 다시 10.00℃/min의 속도로 냉각시켰다.3. Results and DiscussionFigure 1, 2, 3은 각 고분자의 DSC heating curve를 나타낸 그래프이다. 먼저 용융온도를 살펴보면, PET film, PET chip의 용융온도는 각각 257, 256.6℃로 거의 유사하게 나타났다. 둘의 용융열량을 살펴보면 PET film의 경우 46.95 J/g 이었으며, PET chip의 경우 37.36 J/g 으로 용융열량이 film에 비해 작은 것을 알 수 있었다. 이러한 결과를 나타내는 이유는 film의 경우 가공공정 중에서 배향에 의한 결정화가 일어났기 때문인 것으로 생각해 볼 수 있다. 결정화 열량을 살펴본 결과 film의 경우 43G.

공학/기술| 2008.06.28| 15페이지| 2,000원| 조회(3,042)

기기분석, 열분석, DSC, 시차주사열량계, 고분자 분석

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[섬유공학] Medical textile (의료용 섬유)

Medical Textile발표자 소속Introduction의료용이나 위생,건강 섬유소재는 중요한 분야이며, 지속적으로 성장하고 있음의료용 섬유의 요구 물성 강도, 유연성 + 흡습성, 공기 투과도Figure 1. 서유럽의 의료용 부직포 생산량Figure 2. 미국의 일회용 건강위생용품 생산량Medical textileNonimplantable materialsExtracorporeal devicesImplantable materialsHealthcare/hygiene products의료용 섬유의 분류침구류, 의류, 외과수술용 가운, 식탁보, 와이퍼봉합사, 혈관 이식, 인공 근육, 인공 관절상처 드레싱, 밴드, 석고인공신장, 인공간, 인공폐Non-implantable materials상처 치료밴드- 감염으로부터 상처 보호 혈액, 진물 흡수 회복 증진 - 유연성, 흡수성 요구낮은 중량 및 탄성이 요구 됨 탄성 밴드, 튜브형, 압방붕대, 가멘트, 스타킹 등 다양한 종류Figure 3. 상처용 드레싱(좌, 우상), 상처용 드레싱의 원리(우하)Figure 4. 탄성 평면 밴드Figure 5. 튜브형 손가락 밴드Figure 6. Tubular elasticated net garmentFigure 7. 튜브형 서포트 밴드Figure 8. 정형외과용 캐스팅 밴드Figure 9. 압박 글러브(pressure glove)Figure 7. 압박 가멘트(pressure garment)Figure 10. hip spieaFigure 11. 요추, 복부용 서포트Figure 11. 항색전증용 스타킹Figure 12. 목뼈용 붕대Figure 13. Form padded arm slingFigure 14. 손목용 버팀목Figure 15. 욕창방지용 부츠Extrocorporeal materials환자의 피로부터 이산화탄소 제거, 새로운 피 공급다공성 폴리프로필렌 다공성 실리콘 실리콘 멤브레인인공 폐환자의 혈장을 분산, 분리하고 새로운 혈장 공급다공성 비스코스레이온인공 간환자의 피로부터 찌꺼기를 제거다공성 비스코스레이온 다공성 폴리에스터인공 신장FunctionFiber typeProduct applicationImplantable materials봉합사상처부분을 봉합 생분해성과 비분해성이 있음정형외과용 임플란트- 뼈나 관절 대체용 섬유복합재료 사용연조직 임플란트유연성 + 강도 요구 → 섬유 인공힘줄, 인공인대, 인공연골심장혈관 임플란트손상을 입은 동맥, 정맥 교체용 폴리에스터, PTFE,Figure 16. 수술용 봉합사 시술 모습Figure 17. 십자인대 보철물Figure 18. 혈관용 보철물혈관파열 방지용Healthcare/hygiene productsFigure 19. 외과수술용 의류- 외과수술용 의류 (가운, 캡, 마스크) 외과수술용 커버 침대시트, 담요, 베갯잇 유니폼, 보호의류 요실금 기저귀, 시트 와이퍼 의료용 양말{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.06.27| 20페이지| 1,500원| 조회(1,229)

섬유재료, 메디컬 텍스타일, 의료용 섬유, medical texxtile

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[섬유공학] 메디컬 섬유 (의료용 섬유)

Fibers in Medical Healthcare발표자 소속 이름Medical Textile부직포 (Nonwoven)랜덤 또는 축방향 배열되어 있는 시트상의 섬유를 니들펀칭, 펠트, 스펀레이스, 스펀본드, 접착 등의 방법으로 결속한 것Filtration액체, 혈액, 몸속을 흐르는 유체 및 물을 여과 공기의 여과 마취가스의 여과 악취 제거, 드레싱, 장루(인공항문, ostomy) 알레르기 방지 침대Clothing BuildingClothing 1회용 환자가운 유니폼 신발류Building 방음, 방열 장치 방염재료 가구의 재료 카페트Alginate FibersM: Mannuronic acid G: Guluronic acid주로 dressing 재료로 사용Polysaccharide DressingSuperabsorbent Fibers자기의 무게보다 수십, 수백배 물을 흡수하는 고분자 대료적 고분자로는 poly(acrylic acid) sodium salt 특징 고분자 사슬에 약간의 가교사슬을 도입하여 형태안정성을 부여 금속염의 형태로 만들어 물의 흡수력 및 고분자의 팽윤성 증가Wound Healing and Polysaccharide Fibers상처 드레싱의 만족 기준상처의 밀봉 및 외부응력 및 에너지 손실 방지과잉 삼출물 및 독소 제거상처 드레싱 표면의 고습도 유지단열상태 제공미생물에 대한 방어막 역할미립자 및 독성 상처 오염균의 유입 방지드레싱 교체 시 외상 없이 제거 가능Polysaccharide Hydrocolloid System곰팡이의 세포벽이나 갑각류의 껍질에 존재하는 천연고분자 항균성이 있어 상처 치유를 촉진시킨다. 용해시키기 어려워 섬유을 만드는데 새로운 용매 시스템이 개발됨키틴 (Chitin)Polysaccharide Hydrocolloid System셀룰로스로 부터 화학적으로 생산 다양한 분자량 생산 가능 alginate와 같은 다른 물질과 통합하여 시너지 효과를 얻을 수 있다.CMC (CarboxyMethyl Cellulose)Natural System상처에 습도를 유지하여 상처가 건조되는 것을 방지 알로에의 점착물질이 상처에서의 세포를 응집시켜 상처의 치유를 향상시킨다.알로에 (Aloe vera leaf)After 110 daysCellulosic Membranes인공 신장 (Artificial Kidney) – 혈액투석 (Haemodialysis)더 얇은 막 기공 크기의 조절 표면 물성의 개선히알루로난 (Hyaluronan)N-아세틸글루코사민과 글루쿠론산이 교대로 사슬 모양으로 결합한 선형고분자 눈의 초자체나 탯줄 등에 존재하며, 점성이 크고 세균의 침입이나 독물의 침투를 막는 데 중요하다. 특징: 보수력이 강하여 자신의 무게의 6000배의 물을 흡수하여 보유가능 용도: 관절 주사제(정형외과), 점안액(안과), 화장품 등에 사용기능: 혈액의 보수작용이 높아 뇌경색, 심근경색, 등의 동맥경화질환 예방, 활성산소제거 작용, 암예방Other Fibrous Scaffolds for Tissue Engineering조직공학 기술은 인간의 세포를 성장시킨 뒤 지지체 위에서 키우는 방법, 즉 생체조직과 장기를 체외에서 만드는 기술로 환자 자신의 조직에서 세포를 분리할 수 있고, 사람의 골수·피부·혈관에 존재하는 줄기세포를 이용할 수 있다. 조직공학에 사용되는 지지체(scaffold)로서 섬유가 사용될 수 있다. 사용되는 고분자로는 Poly(glycolic acid), poly (lactic acid), poly(glycolic acid-co-lactic acid) 등이 있다.Collagen: medical application콜라겐은 섬유상 단백질의 일종으로 세포와 세포 사이를 연결하는 역할을 함 사람의 몸에서는 장기를 감싸는 막, 관절연골, 눈의 각막, 뼈와 피부 등에 주로 존재 특히 뼈를 구성하는 칼슘의 접착제 로서의 기능과 주름의 원인이 되는 피부속 진피층의 구성 요소로 매우 중요용도 biological dressing tissue culture application dermal injectable 기능 smooth facial lines and wrinkles add definition to lip line borders smooth smile lines improve 'marionette' lines decrease frown lines improve vertical lip line fill shadow acne scarMedical textileTextile medical sensors Textiles in Burns treatment Wound care dressing from chitin Textile finishing for the production of new generation medical textile A spider silk supportive matrix used for cartilage regenerationTextile medical sensors섬유재료의 넓은 표면적 ⇒ 자극에 더욱 민감하게 반응 ⇒ 매우 훌륭한 측정 도구temperature biopotential: cardiogram, myography acoustic: heart, lungs, digestion, joints ultrasound: bloodflow motion: respiration pressure: bloodWound care dressing from chitin기존 드레싱의 장점 + 항균성 ⇒ 상처 치유 촉진 Chitin은 용해가 불가능하여 가공 어려움 ⇒ dibutyrylchitin (유기용매에 쉽게 용해)Textiles in Burns treatment화상환부의 드레싱재로 사용 세균침투억제로 2차감염 방지 삼출물을 선택적 흡수 습도유지 가스교환상처부위에 쾌적한 환경을 조성하여 상처치유 촉진 !Textile finishing for the production of new generation medical textileKoletex 지속력이 긴 밴드류 의약품 상처 치유제를 오랬동안 저장하기 위해 2개의 저장장소 사용 이중 기공 구조A spider silk supportive matrix used for cartilage regeneration연골이 부상을 입었을 때 연골을 재생하기 위해 사용하는 섬유 지지체 합성고분자의 경우 생체 친화성이 문제가 됨 생체 친화성도 있고 인체에 무해하고 유연성 및 강도를 지닌 물질 ⇒ 거미 실크장점 hyaluronan, collagen 등 보다 기계적 물성 우수 3차원 고정 및 유지 가능 생분해성 물질 합성구조물 없이 연골 재생가능{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.06.27| 23페이지| 1,500원| 조회(875)

바이오, 섬유재료, 메디컬 텍스타일, Alginate Fibers, medica..

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