전자선 조사에 의한 리튬 이차전지용 상용 폴리에틸렌 분리막의 내열성 향상에 관한 연구

손준용(Joon Yong Sohn),임종수(Jong Soo Lim),권성진(Sung Jin Gwon),신준화(Jun Hwa Shin),최재학(Jae Hak Choi),노영창(Young Chang Nho) 한국고분자학회 2008 폴리머 Vol.32 No.6

방사선을 이용한 강화 복합 연료전지막 다공성 지지체용 PTFE-g-PAA 제조 및 특성 연구

손준용(Joon Yong Sohn),박병희(Byeong Hee Park),송주명(Ju Myung Song),이영무(Young Moo Lee),신준화(Jun Hwa Shin) 한국고분자학회 2013 폴리머 Vol.37 No.5

방사선 그래프팅 방법을 이용하여 다공성 PTFE 지지체에 친수성 고분자 사슬인 아크릴산 사슬을 도입시켜강화 복합 연료전지막의 지지체로 사용하기 위한 PTFE 친수화 다공성 지지체를 제조하였고 FTIR을 이용하여 다공성 PTFE에 친수성 고분자가 성공적으로 도입되었음을 확인하였다. 제조된 지지체의 표면 친수화 정도를 관찰하기위해 접촉각을 측정한 결과, 도입된 친수성 고분자 사슬이 증가할수록 소수성의 PTFE 표면 친수화도가 증가됨을확인하였다. 또한 제조된 지지체의 물리화학적, 형태학적 특성은 FE-SEM, gurley number, 인장강도를 측정하여 관찰하였다. In order to use as supporters for the reinforced composite fuel cell membrane, poly(acrylic acid)-grafted porous polytetrafluoroethylenes (PTFEs) were prepared via introduction of poly(acrylic acid) graft chains by a radiation grafting method. FTIR was utilized to confirm the successful introduction of poly(acrylic acid) graft polymer chains into the porous PTFEs. Contact angles were examined to observe the hydrophilicity of the surface of the prepared substrates. The result indicates that the hyrophilicity of the surface in the prepared substrates increases with an increase in the number of hydrophilic polymer chains. FE-SEM, gurley number, and tensile strength were also utilized to characterize the prepared substrates.

Acrylonitrile/Sodium Allylsulfonate 공중합체 방사선 접목을 이용한다공성 Polytetrafluoroethylene 지지체의 친수화

박병희(Byeong Hee Park),손준용(Joon Yong Sohn),윤기석(Ki Suk Yoon),신준화(Jun Hwa Shin) 한국고분자학회 2014 폴리머 Vol.38 No.3

본 연구에서는 방사선을 이용하여 다공성 polytetrafluoroethylene(PTFE) 지지체에 acrylonitrile(AN)과 친수성작용기를 가진 sodium allylsulfonate(SAS)를 접목시켜 복합 연료전지막의 지지체로 사용되는 친수화 다공성 지지체를 제조하였다. SAS/AN의 몰비율, 단량체 농도, 방사선의 조사선량에 변화를 주어 제조된 지지체의 물성을 평가하였다. 제조된 지지체의 FTIR 분석을 통하여 각 단량체들이 다공성 PTFE 지지체에 성공적으로 그래프팅되었음을 확인하였다. 또한 FE-SEM과 gurley number 측정을 이용하여 그래프트율이 증가할수록 지지체 표면의 기공이 감소하는 것을 관찰하였고, 그래프트율, 접촉각, TBO(toluidine blue O) uptake 분석을 통해 그래프트율이 증가됨에 따라제조된 지지체의 친수화도가 증가하는 것을 확인하였다. We prepared hydrophilic porous supporters for the reinforced composite fuel cell membrane by radiation graftingof acrylonitrile (AN) and hydrophilic sodium allylsulfonate (SAS) into a porous polytetrafluoroethylene (PTFE) supporter. The physicochemical properties of the supporters prepared under various reaction conditions such as molar ratioof SAS/AN, monomer concentration, and irradiation dose were evaluated. FTIR was utilized to confirm the successfulintroduction of SAS/AN copolymer chains into the porous PTFE. The pores of the porous PTFE film were found to bedecreased with an increase in the degree of grafting by using FE-SEM and gurley number. Furthermore, by analyzingthe degree of grafting, contact angle, and TBO (toluidine blue O) uptake, the hydrophilicity of the prepared supporterswas found to increase with an increase in the degree of grafting.

다양한 환경에서 감마선으로 조사된 불소고분자 필름들의 구조 및 열적/물성 변화

최지선(Ji Sun Choi),손준용(Joon Yong Sohn),신준화(Jun Hwa Shin) 한국고분자학회 2014 폴리머 Vol.38 No.4

본 연구에서는 다양한 환경에서 방사선 조사된 불소고분자 필름(PTFE, FEP, PEA, PVDF 및 ETFE)들의 화학구조 및 물성 변화를 관찰하였다. 방사선은 CO60 감마선을 사용하였으면, 공기 분위기와 질소 분위기 및 진공 상태에서 조사하였다. 방사선 조사된 불소고분자 필름의 FTIR 분석을 통하여 방사선에 의해 생성된 라디칼이 공기 중 산사와 반응하명 산화반응이 진행되었음을 확인하였다. 또한 DSC를 이용하여 방사선 조사에 의해 변화되는 불소고분자의 용융열 및 결정화도를 관찰하여 고분자 구조에 따른 절단 및 가교반응을 확인하였다. 인장 강도 실험을 통하여 방사선 조사 환경에 따른 불소고분자의 물성 변화를 관찰한 분위기에서 조사된 불소고분자 필름들의 기계적 물성이 현저히 떨어지는 것을 관찰하였다. In this study, the changes in the chemical structure and the physical property of fluoropolymer filmsn (PTFE, FEP, PFA, PVDF, and FTFE) induced by Co60 gamma ray in air, N2, and vacuum environments were investigated. FTIR spectra of the irradiated fluoropolymeres indicate that the oxidation proceeded by the reaction of radicals generated by irra-diation with oxygen in air. The changes in the heat of fusion and the degree of crystallinity of the irradiated flu-oropolymers were investigated using DSC and the results indicate that the scission and crosslinking reactions of the irradiated fluoropolymers were largely influenced by the chemical structure. It was also found that the mechanical prop-erty of the irradiated fluoropolmer films under an air atmosphere was significantly decreased.

전자선 조사로 제조된 Sulfonated Polystyrene/Trimethylolpropane Ethoxylate Triacrylate(SPS/TMPETA) 막의 가교제 함량에 따른 특성분석

송송이(Song-I Song),손준용(Joon-Yong Sohn),박병희(Byeong-Hee Park),신준화(Junhwa Shin),정영민(Young-min Chung) 한국고분자학회 2016 폴리머 Vol.40 No.1

본 연구에서는 polystyrene(PS) 술폰화 반응을 통하여 얻어진 sulfonated polystyrene(SPS)과 trimethylolpropane ethoxylate triacrylate(TMPETA) 가교제를 다양한 조성으로 혼합하여 캐스팅한 후, 전자선을 조사하여 가교 SPS/TMPETA 막을 제조하였다. FTIR 분석과 술폰화도 측정을 통하여 술폰산기가 PS 고분자에 도입되어 SPS 고분자가 성공적으로 제조되었음을 확인하였다. 제조된 SPS/TMPETA 막의 젤화율 측정을 통해 조사선량 및 가교제 함량이 증가할수록 가교도가 증가함을 확인하였다. 그리고 함수율, 화학적 안정성, 기계적 물성 측정을 통해 가교제 함량에 따른 영향을 평가하였고, 가교구조의 도입으로 인하여 제조된 막의 함수율, 화학적 안정성, 기계적 물성이 향상되었음을 확인하였다. 또한 전기화학적 분석을 통하여 막의 면적저항을 측정한 결과, 가교도의 증가로 인해 막 면적저항이 증가함을 확인하였다. In this study, crosslinked SPS/TMPETA membranes were fabricated by solution casting of various compositions of sulfonated polystyrene (SPS) prepared by sulfonation of polystyrene (PS) and trimethylolpropane ethoxylate triacrylate (TMPETA) crosslinker followed by an electron beam irradiation. We confirmed that SPS polymer was successfully prepared by the introduction of sulfonic acid group in PS from the results of FTIR analysis and measurement of sulfonation degree. The degree of crosslinking of the prepared membranes increased with an increase in absorption doses and crosslinker contents, which was obtained by measuring gel fraction. The effects of the crosslinker contents were estimated by measuring water uptake, chemical stability, and mechanical properties of the prepared membranes. It was confirmed that the introduction of crosslinked structures in SPS membranes improved the water uptake, chemical stability, and tensile strength. Also, the results of the electrochemical analysis showed that membrane area resistance increased with an increase in the degree of crosslinking.

방사선을 이용한 스티렌-TMSPM 공중합체가 그래프트된 ETFE 필름의 제조

성해준(Hae Jun Sung),손준용(Joon Yong Sohn),송주명(Ju Myung Song),신준화(Jun Hwa Shin),노영창(Young Chang Nho) 한국고분자학회 2011 폴리머 Vol.35 No.5

본 연구는 스티렌과 (trimethoxysilyl)propyl methacrylate(TMSPM)을 함유하여 그래프트된 ETFE 필름을 방사선 동시 조사방법으로 제조하는 것에 관한 연구이다. 스티렌/TMSPM을 혼합한 물질을 여러 종류의 용매를 사용하여 일정한 비율로 희석 후 조사선량, 조사선량률 및 희석된 용액의 농도 등의 조건을 달리하여 그래프트율에 미치는 영향을 관찰하였다. 그 결과 스티렌/TMSPM 단량체 혼합물에 아세톤 용매를 사용한 경우에 다른 용매를 사용한 것보다 높은 그래프트율을 보여주고 있음을 알 수 있었다. IR 스펙트럼 분석을 통하여 스티렌과 TMSPM이 동시에 ETFE 필름에 그래프트됨을 확인할 수 있었으며 SEM-EDX를 통하여 PTMSPM이 함유하고 있는 실리콘 분포도를 분석한 결과, PTMSPM 그래프트 고분자가 ETFE 필름 내부까지 균일하게 그래프트가 이루어졌음을 관찰할 수 있었다. In this study, several poly(styrene-co-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate)-grafted ETFE films were prepared by a simultaneous irradiation grafting method. After mixing of styrene/(trimethoxysilyl)propyl methacrylate(TMSPM) monomers with various solvents, the effects of various irradiation conditions such as total dose, dose rate and monomer concentration on the degree of grafting of the prepared membranes were investigated. Results indicated that the higher degree of grafting was obtained when acetone was used as a solvent. The formation of poly(styrene-co-TMSPM) grafts on the ETFE films was verified using FTIR spectrometry and the distribution of the poly(PTMSPM) graft polymer over the cross-section of the grafted film was confirmed using SEM-EDX instrument.

방사선을 이용한 실란 가교구조의 유/무기 복합 수소이온 교환막 제조 및 연료전지 성능 평가

이지홍(Ji Hong Lee),손준용(Joon Yong Sohn),신동원(Dong Won Shin),송주명(Ju Myung Song),이영무(Young Moo Lee),노영창(Young Chang Nho),신준화(Jun Hwa Shin) 한국고분자학회 2012 폴리머 Vol.36 No.4

본 연구에서는 다양한 조성의 스티렌(styrene, St)과 3-(trimethoxy)propyl methacrylate(TMSPM)를 poly(ethyleneco- tetrafluoroethylene)(ETFE) 필름에 방사선 동시조사법으로 그래프트시킨 후 졸-젤 반응 및 설폰화 반응을 진행하여 실란 가교된 유/무기 복합막을 제조하였다. 졸-젤 반응을 통해 형성된 실란 가교 구조는 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) 및 thermo gravimetric analysis(TGA)를 사용하여 관찰하였다. 설폰화 관능기를 도입하여 막을 제조한 후 유사한 이온교환용량을 가지면서 TMSPM의 함량이 다른 연료전지막을 선별하여 함수율, 치수 안정성, 수소 이온전도도 등의 물성을 측정하였다. 또한 제조된 유/무기 복합막을 이용하여 membrane electrode assemblies(MEA)를 제조한 후 단위전지 성능을 평가하였다. In this study, silane-crosslinked organic/inorganic composite membranes were prepared by simultaneous irradiation grafting of binary monomer mixtures (styrene and 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPM)) with various compositions onto a poly(ethylene-alt-tetraethylene) (ETFE) film and followed by sol-gel processing and sulfonation to provide a silane-crosslinked structure and a proton conducting ability, respectively. The Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermo gravimetric analysis (TGA) were utilized to confirm the crosslinking of ETFE-g-PS/ PTMSPM films. The prepared membranes with similar ion exchange capacity but a different TMSPM content were selected and their membrane properties were compared. The ETFE-g-PSSA/PTMSPM membranes were characterized by water uptake, dimensional stability, and proton conductivity after sulfonation. The membrane electrode assemblies (MEA) of the prepared membranes were fabricated and their single cell performances were measured.

방사선 그래프팅에 의한 염화비닐벤질 고분자가 그래프트된 불소필름의 제조

경비(Fei Geng),손준용(Joon Yong Sohn),이연식(Youn Sik Lee),노영창(Young Chang Nho),신준화(Jun Hwa Shin) 한국고분자학회 2010 폴리머 Vol.34 No.5

본 연구에서 염화비닐벤질(vinylbenzyl chloride) 단량체는 동시조사방법을 이용하여 poly(tetrafluoro-ethylene-co-hexafluoropropylene) (FEP), poly(tetrafluoroethylene-co-perfluoropropylvinyl ether) (PFA), poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) 불소고분자 필름에 성공적으로 그래프트되었다. 실험 결과 같은 조사조건을 적용할 경우 다른 불소고분자 필름보다 ETFE 불소필름에 PVBC 고분자가 쉽게 그래프트됨을 확인하였다. 그래프트된 필름들은 FTIR, TGA, SEM-EDS 기기들을 사용하여 분석하였다. 그래프트된 필름의 파단신장률은 그래프트률이 증가할수록 감소되는 것을 확인하였으며 ETFE에 그래프트된 필름은 다른 불소고분자에 그래프트된 필름들과 비교하여 더 좋은 기계특성을 가지고 있음을 확인하였다. In this study, a vinylbenzyl chloride (VBC) monomer was successfully grafted onto the several fluoropolymer films including poly (tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) (FEP), poly(tetrafluoro-ethylene-co-perfluoropropylvinyl ether) (PFA), and poly (ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films by using a simultaneous irradiation method, The results indicated that PVBC graft polymer can be easily grafted onto the ETFE film than other fluorinated films under the same irradiation condition. The grafted Films were characterized by using FT1R, TGA, and SEM-EDS instruments. The elongation at the breaking of the grafted films was found to decrease with an increase of degree of grafting (DOG). The PVBC-grafted ETFE films were found to have better mechanical properties than other PVI3C-grafted fluorinated films.

다양한 전자선 전류 조건에서 조사된 폴리에틸렌 분리막의 특성 연구

임종수(Jong Su Im),손준용(Joon Yong Sohn),신준화(Jun Hwa Shin),임윤묵(Youn Mook Lim),최재학(Jae Hak Choi),김정수(Jeong Soo Kim),노영창(Young Chang Nho) 한국고분자학회 2010 폴리머 Vol.34 No.1

방사선 동시조사법에 의해 제조된 FEP-g-PSSA 막의 그래프트 분포에 관한 연구

고범석(Beom Seok Ko),신준화(Jun Hwa Shin),손준용(Joon Yong Sohn),노영창(Young Chang Nho),강필현(Phil Hyun Kang) 한국고분자학회 2009 폴리머 Vol.33 No.3