Laminated Glass with Aramid-reinforced Hydrogel Interlayer for Smart Window : 아라미드 강화 하이드로겔 중간층이 있는 적층 유리 스마트 윈도우

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 설폰기 혹은 트리플루오르메틸기를 가지는 무색 투명한 아라미드를 합성하고, 이를 강화제로 사용하여 N,N-디에틸아크릴아마이드에 분산시킨 후 자외선 경화를 통해 아라미드-하이드로겔 하이브리드 필름을 제조하였다. 수화된 상태에서 아라미드 함량이 증가할수록 필름의 수분 함량은 감소하고 탄성률은 증가했으며, 쉽게 찢어지지 않는 기계적 안정성을 보였다. 수화된 필름은 약 25°C에서 투명하였으며 온도가 상승함에 따라 광 투과율이 감소해 35°C 부근에서 LSCT 거동과 가시적인 탁도 변화를 나타냈다. 특히 아라미드 함량이 낮을수록 이러한 열응답 특성이 뚜렷하게 관찰되었다.
수화된 하이브리드 필름을 두 장의 유리 사이에 삽입한 후 멜트 필름 접착제로 가장자리를 봉인하였다. 이렇게 제조된 접합유리는 50도씨까지 승온과정에서 백탁해지고 상온으로 온도를 내리면 다시 투명해졌다. 이 과정에서 누수 없이 빠른 스위칭과 높은 백색도를 나타내었으며, 전환형 스크린으로 사용이 가능했다. 또한 접합 유리와 동일한 방식으로 접합 필름을 제조하였을 때 마찬가지로 뚜렷한 LCST 거동을 보였으며, 높은 곡률 반경을 확인하였다. 따라서 아라미드-하이드로겔 하이브리드 필름이 접합유리의 중간체로 적용되어 스마트 윈도우와 디스플레이의 응용 가능성을 제시하였다.

목차 (Table of Contents)

• I. Introduction 1
• II. Experimental 5
• 1. Materials 5
• 2. Synthesis of the Aramids 5
• 3. Synthesis of DABA-PI 6
• 4. Film preparation 6
• 4.1. Preparation of Aramid Film 6
• 4.2. Fabrication of Polyimid film 7
• 4.3. Preparation of Hybrid Aramid-DEA Film 7
• 5. Preparation of laminated glass 7
• 6. Preparation of laminated film 8
• 7. Measurement and Analysis 8
• 7.1. FT-IR spectroscopy 8
• 7.2. NMR spectroscopy 9
• 7.3. Optical properties 9
• 7.4. Measurement of molecular weight 9
• 7.5. Thermodynamic properties – DSC 10
• 8. Mechanical properties 10
• 8.1. Impact resistance test 10
• 8.2. Bending resistance test 10
• III. Results and discussion 12
• 1. Design and Synthesis of Hydrogels and Aramid 12
• 2. Fabrication and Characterization of Aramid–DEA Hydrogel 18
• 3. Smart window processing and Features 29
• 4. Mechanical and Soundproof Properties of Smart Windows/film 30
• 5. Response Speed and Screen Application of Smart Windows 37
• IV. Conclusion 41
• V. References 43
• VI. Abstracts (Korean) 48