< 전시-P-107 > 합성 및 천연 가교제에 따른 CNCs 첨가 하이드로겔의 특성 변화 = < 전시-P-107 > Property change of CNCs contained hydrogels depending on synthetic and natural cross-linker
저자
이단비 ( Danbee Lee ) ; 권재경 ( Jae-gyoung Gwon ) ; 조혜정 ( Hye-jung Cho ) ; 이선영 ( Sun-young Lee ) 연구자관계분석
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발행연도
2019
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학술저널
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112-112(1쪽)
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가교제 종류에 따른 하이드로겔의 특성 변화를 살펴보기 위해 하이드로겔 내 나노셀룰로오스의 함량을 10 phr로 고정시킨 후 가교제의 종류를 3가지로 달리해 화학적 결합 방법으로 하이드로겔을 제조하였다. 아민 작용기를 갖는 키토산의 가교결합 촉진을 위해 schiff base 반응에 유리한 제니핀을 천연 가교제로써 적용하였으며, PVA는 수산화기를 갖고 있어 acetal 결합 촉진을 위해 글루타알데하이드를 합성 가교제로 적용하였다. 마지막 3번째 타입으로 천연 가교제와 합성 가교제를 같은 비율로 혼합해 하이드로겔을 제조하였다.
하이드로겔의 점탄성 특성 분석을 위해 레오미터를 사용해 주파수에 따른 저장 탄성계수와 손실 탄성계수 값을 측정하였다. 각각은 하이드로겔의 탄성과 점성 특성을 나타내주는 값들이다. 측정 결과 주파수 1 Hz에서 합성 가교제가 적용된 하이드로겔 대비 천연 가교제로 만든 하이드로겔에서 약 2배 높은 저장 탄성계수 값을 나타내었다. 손실 탄성계수 값도 비슷한 경향을 보였지만 저장 탄성계수와 손실 탄성계수의 비율은 천연 가교제로 가교시킨 하이드로겔이 더 높아 합성 가교제로 가교한 하이드로겔보다 더 큰 시너레시스 (syneresis) 효과를 기대할 수 있다. 아민 작용기를 포함하고 있는 키토산의 영향으로 아세탈 반응을 주로 일으키는 합성 가교제인 글루타알데하이드보다 schiff base 반응을 일으키는 천연 가교제인 제니핀이 더 견고한 가교결합을 갖는 하이드로겔의 구조를 이끈 것으로 판단된다.
하이드로겔의 물리적 특성을 알아보기 위해 변형율에 따른 특성 변화를 살펴보았다. 천연 가교제로 가교시킨 하이드로겔은 변형율에 따른 저장 탄성계수 값이 합성 가교제로 가교시킨 것보다 90% 높은 값을 나타내었다. 하지만 하이드로겔의 균열 발생이 일어나는 변형율은 합성 가교제로 가교시킨 하이드로겔이 더 높은 값을 보였는데 이는 천연 가교제로 가교시킨 하이드로겔이 상대적으로 강성은 높지만 점성 특성이 낮아 변형에 다소 약한 것에 원인이 있는 것으로 판단된다. 변형율에 따른 최대응력 값은 가교제로써 합성/천연 가교제의 복합 적용은 합성 가교제만 사용한 하이드로겔보다 높은 강성을 보이고, 천연 가교제만을 사용한 하이드로겔보다 높은 점성 특성을 가져 한 가지 가교제로만 가교한 하이드로겔의 점탄성 특성을 동시에 개선시키는 효과를 준다. 따라서, 이는 약물 전달물질, 의공학 소재 등 여러 분야로의 적용 가능성을 넓힐 수 있을 것으로 판단된다.
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