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·2025
Polarity-Switchable Maleic Anhydride Copolymer for an Eco-Friendly Waterborne Multifunctional Anti-Icing Coating
Sojin An, Ji Min Lee, Junghoon Lee, Sanghyuk Wooh, Chae Bin Kim
IF 7.3 (2025) ACS Sustainable Chemistry & Engineering
초록

글로벌 환경 문제는 고분자 코팅에서 독성 및 휘발성 유기용매의 사용을 줄이기 위한 노력을 촉진하고 있다. 기존의 방빙(anti-icing) 고분자는 대개 소수성인 관계로, 공정(가공)을 위해 이러한 용매가 필요하며 이는 지속가능성 목표와 충돌한다. 물과 에탄올은 친환경적 대안이지만, 일반적으로 친수성 고분자에 한정되어 습윤 환경에서의 내구성이 부족하다. 이러한 한계를 극복하기 위해 극성 전환이 가능한 스티렌–말레산 무수물(styrene–maleic anhydride, SMA) 공중합체를 개발하였다. MA의 염기 유도 고리 개환은 폴리머를 친수성으로 만들어 수계 코팅 제형에서 물에 대한 용해성을 부여하는 한편, 후속 열처리는 고리를 다시 폐환시켜 소수성을 회복함으로써 견고한 성능을 보장한다. MA의 0에 가까운 반응성 비율로 인해, 등몰의 SMA는 교대(alternating) 구조를 형성하며 213 °C의 높은 Tg를 나타내는 반면, 스티렌이 풍부한 투입물은 정제 후에도 감소하였으나 여전히 높은 Tg 값(205–189 °C)을 갖는 그라디언트와 유사한 구조를 제공한다. 수동적이고 친환경적이며 다기능성을 갖는 방빙 소재를 구현하기 위해 그래핀 산화물(graphene oxide)을 SMA 필름에 도입하였고, 이는 우수한 수중 분산성을 활용한 것이다. 수계 주조 후 열처리를 거친 결과, 생성된 소수성 복합 필름은 뛰어난 열적 및 기계적 특성, 낮은 얼음 부착성, 그리고 광열(photothermal) 기반 제빙 능력을 보여준다. 또한 매트릭스 고분자와 충전재 모두 회수가 가능하여, 재활용 가능하고 지속가능한 방빙 플랫폼을 제공한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
PolymerMaleic anhydrideCoatingGrapheneCopolymerOxideAqueous solutionComposite number
타입
Article
IF / 인용수
7.3 / 0
게재 연도
2025