건조 재수화 과정에서 발생하는 하이드로젤의 이력 현상의 해석과 탄성적으로 활성화된 과산화물기반의 비 반응성 고분자의 가교 형성
Structural analysis of the hysteresis phenomenon occurring in the drying-reswelling process of hydrogels and crosslinking of non-reactive polymers using peroxides generated in the polymer production process
- 주제어 (키워드) 하이드로젤 , 이력 현상 , 3D 프린팅
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김정욱
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000069975
- UCI I804:11029-000000069975
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
Poly ethylene glycol diacrylate(PEGDA)로 생성된 hydrogel 은 overlap concentration보다 낮은 농도로 중합될 경우, 중합 과정에서 발생하는 상 분리로 인해 구조적인 결함이 발생합니다. 구조적인 결함은 건조- 재수화 과정에서 고분자의 얽힘과 과산화물의 생성에 의해서, 처음 상태로 돌아오지 못하는 이력 현상이 발생합니다. 화학적인 분석 방법인 Raman, NMR, MALDI TOF, XPS을 이용해 화학적 성질의 변화가 없는 것을 통해서 acrylate group의 반응에 의해 이력 현상이 나타나지 않는 것을 확인했습니다. 반면, 구조적인 형태의 분석에서 dSTORM, SAXS, NMR relaxation, Rheometer의 실험을 통해 확인한 결과 수 nm scale부터 수백 nm scale 까지 변화가 나타난 것을 확인하였습니다. 고분자가 건조되는 과정에서 발생하는 상 분리된 구조의 수축으로 인해, 물에 의해 분리되어 있었던 있는 고분자- 고분자 영역이 만나게 되어 고분자 얽힘과 과산화물에 의한 반응에 의해 고분자의 구조가 바뀌어 이력 현상이 발생합니다. 고분자- 고분자 영역의 간섭에 의해 새로운 가교가 형성되는 것을 이용하기 위해 나노 사이즈의 PEGDA 하이드로젤을 합성하였습니다. 나노 사이즈의 하이드로 젤 내부에는 중합 과정에서 대기중의 산소로 인해 과산화물이 구조 내부에 포함되 어 macro initiator로 사용될 수 있는 특성을 지닙니다. 세포에 독성이 없는 고분자 내부에 존재하는 과산화물을 이용해, 세포와 함께 넣고 구조를 만드는 새로운 형태의 세포 구조체를 만들 수 있는 특징을 가집니다. 또한 외부의 추가적인 물질 없이 용액에 응력을 가하여 고분자 가교가 되는 현상은 3D printer로의 응용 가능성을 보여줍니다.
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