| 초록 |
형상기억고분자(shape memory polymer)는 특정온도이상에서 쉽게 원하는 모양으로 변형되며, 냉각 시 형상이 잘 고정되고, 특정온도이상으로 가열하면 원래 형태로 되돌아가는 특성을 갖는 기능성 고분자이다. 이는 형상기억합금에 비해 저렴한 가격과 가공성의 용이 및 높은 형상변형률을 갖고 있어, 의료용 재료나 미세구동기, 정보기억소재 및 각종 산업부품 등 다양한 분야로 응용이 가능하다. 고분자가 형상기억특성을 나타내기 위해서는 사용온도 범위에서 고분자의 영구변형을 방해하며 형상기억인자로써의 역할을 할 수 있도록 물리적 또는 화학적인 가교결합에 의해 사슬들이 고정되어야 하며, 형상회복이 일어나는 스위칭온도는 비결정성 고분자의 경우 유리전이온도, 결정성고분자의 경우에는 결정의 용융온도가 된다. 즉, 스위칭온도 이하에서 변형된 채 냉각된 고분자 사슬이 스위칭온도 이상으로 가열됨에 따라 엔트로피가 증가되어 본래 형상으로 회복되는 것이다. 형상기억고분자에서의 일반적인 요구물성은 변형온도 이상에서는 변형이 쉽고, 열적 안정성을 가지며, 냉각 시 원하는 형태가 잘 고정되어야 한다. 또, 스위칭온도이상에서 형상회복속도와 회복율이 높아야 하고, 형상회복온도는 실제적인 응용에 적합한 수준이어야 한다. 본 연구에서는 결정성을 갖는 Poly(ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate)를 p-Phenylenediamine으로 가교시킨 고분자를 제조하고, 열적기계적특성과 형상기억특성을 조사하였다. DSC를 이용하여 용융온도, 결정화온도를 조사하였고, 넓은 온도범위에서의 모듈러스 변화를 DMA를 이용하여 조사하였다. 가교제의 양과 가교시간 및 온도를 조절함으로써 결정성이 유지되는 고분자망상구조를 얻을 수 있었다. 이것은 80℃이상에서 모듈러스가 급격히 감소하여 변형이 쉽게 됐고, 결정화온도인 30℃이하로 냉각 시 형태가 잘 고정이 되었으며, 변형온도이상으로 가열 시 수초 내에 형상회복이 되는 것을 관찰할 수 있었다. |
