이오노겔은 고체상 물성의 고유한 조합과 높은 이온 전도성을 바탕으로 다양한 응용을 위한 유망한 재료로 부상하였다. 그러나 이오노겔은 환경 변화와 기계적 응력에 취약하다는 점 때문에, 질기고 동시에 자가 치유 가능한 이오노겔에 대한 연구가 진행되어 왔다. 현재까지 자가 치유 이오노겔은 주로 물리적 상호작용에 기반해 왔다. 그러나 이러한 접근은 기계적 강도의 부족과 화학적 안정성의 결여를 포함한 근본적인 한계로 인해 제약된다. 이에 따라 최근 연구는 안정성을 향상시키고 자가 치유를 가능하게 하기 위해 동적 공유결합을 활용하는 비트리머성(vitrimeric) 이오노겔로의 전환이 이루어졌다. 본 연구에서는 촉매 없이 산성 이온성 액체를 이용하여, 가교 결합제로 dialdehyde를 보유한 B–N 배위 보로닉 에스터(BN-DA)를 사용하고 PVA를 아세틸화하여 합성한 비트리머성 이오노겔을 제조하였다. 그 결과 생성된 물질은 견고한 기계적 강도, 우수한 이온 전도성, 그리고 열 및 용매에 대한 안정성을 나타냈다. 특히 이오노겔 네트워크에 B–N 공배위 보로닉 에스터 결합, 수소 결합, 그리고 이온 상호작용을 통합함으로써, 주변 온도에서 자가 치유 능력을 보이며 원래의 기계적 물성을 유지한 채 열적으로 재가공 가능함을 확인하였다. 이러한 특성들은 다양한 조건에서 내구성과 적응성을 요구하는 전자 장치에 있어 이상적인 후보가 됨을 시사한다.

동일한 조건에서. 이러한 용량 유지 능력의 향상은 LIB에서 Si 양극을 위한 반-IPN 하이드로겔 바인더가 우수한 성능을 보임을 입증한다.

이오노겔은 고체상 물성의 고유한 조합과 높은 이온 전도성을 바탕으로 다양한 응용을 위한 유망한 재료로 부상하였다. 그러나 이오노겔은 환경 변화와 기계적 응력에 취약하다는 점 때문에, 질기고 동시에 자가 치유 가능한 이오노겔에 대한 연구가 진행되어 왔다. 현재까지 자가 치유 이오노겔은 주로 물리적 상호작용에 기반해 왔다. 그러나 이러한 접근은 기계적 강도의 부족과 화학적 안정성의 결여를 포함한 근본적인 한계로 인해 제약된다. 이에 따라 최근 연구는 안정성을 향상시키고 자가 치유를 가능하게 하기 위해 동적 공유결합을 활용하는 비트리머성(vitrimeric) 이오노겔로의 전환이 이루어졌다. 본 연구에서는 촉매 없이 산성 이온성 액체를 이용하여, 가교 결합제로 dialdehyde를 보유한 B–N 배위 보로닉 에스터(BN-DA)를 사용하고 PVA를 아세틸화하여 합성한 비트리머성 이오노겔을 제조하였다. 그 결과 생성된 물질은 견고한 기계적 강도, 우수한 이온 전도성, 그리고 열 및 용매에 대한 안정성을 나타냈다. 특히 이오노겔 네트워크에 B–N 공배위 보로닉 에스터 결합, 수소 결합, 그리고 이온 상호작용을 통합함으로써, 주변 온도에서 자가 치유 능력을 보이며 원래의 기계적 물성을 유지한 채 열적으로 재가공 가능함을 확인하였다. 이러한 특성들은 다양한 조건에서 내구성과 적응성을 요구하는 전자 장치에 있어 이상적인 후보가 됨을 시사한다.

동일한 조건에서. 이러한 용량 유지 능력의 향상은 LIB에서 Si 양극을 위한 반-IPN 하이드로겔 바인더가 우수한 성능을 보임을 입증한다.

에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(EGDGE)를 가교제로 사용하여 우수한 내수성을 갖는 포스트 가교 폴리우레탄 분산액(PUD)을 제조하였다. 디메틸올 프로피온산을 내부 유화제로 사용하여 음이온성 PUD를 합성하였다. PUD 필름의 경화 과정에서 EGDGE와의 반응으로 PUD의 친수성 카복실산 및 아민 작용기가 소모되었다. 친수성 작용기의 감소와 가교 밀도의 증가는 PUD 필름의 내수성을 효과적으로 향상시켰다. 또한 PUD 필름의 인장강도는 54.2 MPa에서 최대 75.3 MPa로 증가하였다. 가교 구조는 PUD 필름의 결정성을 감소시켰고, 그 결과 투명성이 증가하였다. 주요 결과: 향상된 내수성을 갖는 신규 EGDGE 가교 PUD 필름을 개발하였다. EGDGE를 도입한 PUD 시료는 양호한 저장 안정성을 보였다. 가교는 친수성 작용기를 감소시켜 열적 및 기계적 안정성을 향상시켰다. 최적화된 EGDGE 함량(6 wt%)은 최대 인장강도(75.3 MPa)를 제공하였다. 가교된 PUD에서 상분리가 억제되어 투명성이 증가하였다.

중합체 접착 촉진제를 제형화하여 리드 프레임/에폭시 복합재의 접착 강도를 향상시키고자 하였다. poly(itaconic acid‐ co ‐acrylamide) (IAcAAM)는 자유 라디칼 중합을 통해 합성되었으며, Ni 및 Cu 리드 프레임과 에폭시 복합재 간의 계면 접착을 개선하기 위해 도입되었다. IAcAAM은 이타콘산(IA)과 아크릴아마이드(AAM)를 몰비 7:3, 5:5, 3:7로 설정하여 합성하였다. 계면 접착 메커니즘은 서로 다른 세 가지 공단량체 몰비를 갖는 IAcAAM을 도입함으로써 조사하였다. 각 IAcAAM을 적용한 EMC와 Cu 및 Ni 기판 간의 접착 강도는 만능 시험기를 사용하여 측정하였고, EMC의 표면 에너지에 대하여 IA:AAM의 다양한 몰비를 갖는 IAcAAM이 미치는 영향을 면밀히 연구하였다. 그 결과, 모든 IAcAAM 시료를 에폭시 혼합물에 소량 첨가하였을 때 Ni 리드 프레임/에폭시 복합재와 Cu 리드 프레임/에폭시 복합재의 접착 특성이 향상되었다. 적절한 몰비의 IAcAAM이 EMC 공정에 사용될 수 있으며 에폭시 복합재와 금속 리드 프레임의 접착을 증가시킬 잠재력이 있음을 확인하였다. 핵심 사항: 리드 프레임/에폭시 복합재의 접착 강도를 향상시키기 위해 고분자 접착 촉진제를 합성하였다. 이를 위해 poly(itaconic acid‐co‐acrylamide) (IAcAAM)을 이타콘산과 아크릴아마이드로부터 공중합하였다. 리드 프레임/에폭시 복합재의 접착 강도를 서로 다른 IAcAAM 단량체 함량 및 상용 접착 촉진제와 비교하였다. IAcAAM은 Ni 리드 프레임/에폭시 복합재에서 우수한 접착 강도를 나타냈다. 가장 높은 접착 강도는 단량체 조성이 5:5일 때 달성되었다.

폴리락트산(PLA)과 열가소성 폴리우레탄(TPU) 기반 블렌드를 트윈 스크류 압출기와 기존 사출성형(CIM) 장비를 사용하여 PLA/TPU의 다양한 중량비, 즉 90/10, 80/20, 70/30으로 제조하였다. 제조된 블렌드는 다양한 온도와 굽힘 각도에서 형상 변형 및 회복 실험을 수행함으로써 형상기억 특성을 조사하였다. 변형 과정에서 TPU는 인인화(강인화) 첨가제로 작용하여 PLA/TPU 블렌드의 변형을 방지하였다. 따라서 내부 응력이 블렌드에 저장되어 임시 형상을 유지할 수 있었다. PLA의 유리전이(T g ) 온도 이상으로 가열하면, 변형된 부분이 응력의 방출과 함께 신속하게 원래의 형상으로 회복되었다. 제조된 블렌드는 TPU 함량이 10 wt%일 때 상당한 형상기억 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 회복률은 약 95%까지 도달하는 것으로 나타났다. 이러한 형상기억 폴리머는 항공우주 공학, 엔지니어링 플라스틱, 생체의료용 이식 재료, 직물 분야에서 흥미로운 응용 가능성을 지닌다.

UV 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트를 이용하여 투과율 및 접착성이 높은 은나노 전극 전사용 접착 조성물을 제조하였다. 실란이 캡핑된 폴리우레탄 아크릴레이트(PUAS)는 폴리카프로락톤 디올, 이소포론 디이소시아네이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 3-아미노프로필 트리에톡시실란을 사용하여 합성하였다. PUAS 기반 전사용 접착 조성물은 PUAS 올리고머, 반응성 희석제 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 광 개시제 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤을 배합하여 제조하였다. 광개시제 및 희석제 함량을 조절하여 PC/PC 필름 간 접착 및 UV 경화특성에 미치는 영향을 비교하였다. 모든 조건에서 투과율 및 황색도는 양호하게 확인되었고, 희석제 함량이 증가함에 따라 내열성이 증가하였다. 또한, 희석제 함량이 증가함에 따라 PC/PC 필름 간 접착강도가 증가하였고, 은나노 전극의 전사가 잘되어 우수한 면저항 특성을 보유한 필름을 얻을 수 있었다.