일반기술

고분자-유기 층상화합물 나노복합체의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 고분자-유기 층상화합물 나노복합체의 제조방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 규산나트륨(Na2SiO3) 또는 불화규산(H2SiF6)을 실리카원으로 사용하여 제조한 결정성 층상화합물인 마가다이트(magadiite)또는 케냐이트(kenyaite)를 산처리하여 층 내에 실란올기를 형성시킨 후 상기 실란올기와의 수소결합이 가능한 화학물질의 함량을 조절하여 용해한 유기용매에 분산시켜 원하는 대로 층간거리를 충분히 확장시킴과 동시에 층간 실란올기를 실릴화시키고 여기에 고분자를 도입한 고분자-유기 층상화합물 나노복합체 제조방법에 관한 것이다.1)층상실리케이트를 제조함에 있어서 그 실리카원을 전량 규산나트륨 또는 불화규산으로 대체함으로서 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있음.2)강알칼리인 규산나트륨 또는 강산성인 불화규산을 중화하여 pH를 조절하여 실리카 슬러리를 침전한 다음에 여기에 알칼리를 추가하여 수열합성법을 적용시킴으로서 반응용액 중 실리카의 함량을 자유롭게 조정하여 결정성 실리케이트의 수율을 높일 수 있음.3)불화규산을 사용할 경우에는 실리케이트 결정형성과정에서 불소이온(F-)이 갖는 촉매적 기능을 활용 가능. 4)합성 후 불화나트륨(NaF)이 10퍼센트 이상 함유된 여액을 수돗물 또는 치약 등의 불소(F) 원으로 사용할 수 있는 부수적인 효과를 얻을 수 있음. 5)기존의 양이온 교환법에 의한 유기물의 층간 삽입과 달리, 마가다이트 또는 케냐이트를 산처리하여 생성된 층 내부의 실란올기가 층간거리 확장제로 사용된 아민 또는 실릴결합제 분자 사이에 강한 분자간 상호작용 내지 화학결합함으로써, 상기 합성한 층상 화합물의 층간거리를 양이온 교환법의 거의 두 배 이상까지 확장가능. 6)동시에 -아민, -에폭시, -올레핀 등의 기능 기가 실릴 결합에 의해 층상화합물 층 내부표면에 공유결합된 기능성 유기-마가다이트 또는 케냐이트를 합성할 수 있기 때문에, 충분한 양의 모노머 또는 개시제가 층 내부로 신속히 확산 층간 삽입될 수 있음. 7)층간 중합과정에서 고분자와 층상화합물이 강한 공유결합 내지 강한 분자간 상호작용으로 결합할 수 있어서 고분자-나노복합체의 물성을 획기적으로 향상시킬 수 있음.8)용융 고분자를 층상화합물의 층 내로 직접 도입하여 층을 박리 분산시키면서 층상화합물의 층 표면에 결합된 기능기와 화학 결합 내지 강한 분자간 상호작용을 유발하여 견고한 기능성 고분자-마가다이트 또는 케냐이트의 나노복합체를 얻을 수 있다.9)본 발명의 과정은 독성이 없고 구하기 쉬운 수분이 함유된 에탄올, 또는 이소프로필 알코올 등을 유기용매로 사용하고, 비교적 저온에서 단순 증발 건조과정을 거쳐서 수행되기 때문에 폐기물의 배출이 없는 것이 특징.