지식나눔

나노파우더 분산에 관련된 궁금증

나노파우더 실험중 궁금한 사항이 있어 질문드립니다. 나노파우더(무기물)_40nm 의 형태로 시약을 받았는데 받고 보니 aggregate size가 4um라서 용매에 분산이 안되는 상황입니다. 용매는 에폭시계열이라 수천 cpi정도 되는 점도를 갖고 있습니다. 용매에 녹여 발라보니 분산이 안되어 입자가 매우 큰형태로 남아있더군요... 용매에 녹인상황에서 나노입자를 분산시킬수 있는 방법이나 장비가 있는지 알려주시면 감사하겠습니다.
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    이인호님의 답변

    >나노파우더 실험중 궁금한 사항이 있어 질문드립니다. > >나노파우더(무기물)_40nm 의 형태로 시약을 받았는데 받고 보니 aggregate size가 4um라서 용매에 분산이 안되는 상황입니다. > >용매는 에폭시계열이라 수천 cpi정도 되는 점도를 갖고 있습니다. > >용매에 녹여 발라보니 분산이 안되어 입자가 매우 큰형태로 남아있더군요... > >용매에 녹인상황에서 나노입자를 분산시킬수 있는 방법이나 장비가 있는지 알려주시면 감사하겠습니다. > 답변 감사드립니다. 우선 Epoxy 코팅의 경우 도막두께는 약 수 um정도이며 얇게 코팅했을 경우 나노파우더의 분산이 잘 이루어져야 하는데 aggregate size가 um라 코팅시 매우 균일하지 않는 상태입니다. bead mill이 가장 효과적이지만 사용하기 어려운 환경이라 나노입자를 단순한 방법으로 aggregate되어있는 것을 깰수 있는 방법이 필요한 상황입니다. 꼭 용매에 녹인 상태가 아니라 시료 상태에서 분산시키는 방법이 효과적일 것 같은데 방법이 있으시면 부탁드리겠습니다.
    >나노파우더 실험중 궁금한 사항이 있어 질문드립니다. > >나노파우더(무기물)_40nm 의 형태로 시약을 받았는데 받고 보니 aggregate size가 4um라서 용매에 분산이 안되는 상황입니다. > >용매는 에폭시계열이라 수천 cpi정도 되는 점도를 갖고 있습니다. > >용매에 녹여 발라보니 분산이 안되어 입자가 매우 큰형태로 남아있더군요... > >용매에 녹인상황에서 나노입자를 분산시킬수 있는 방법이나 장비가 있는지 알려주시면 감사하겠습니다. > 답변 감사드립니다. 우선 Epoxy 코팅의 경우 도막두께는 약 수 um정도이며 얇게 코팅했을 경우 나노파우더의 분산이 잘 이루어져야 하는데 aggregate size가 um라 코팅시 매우 균일하지 않는 상태입니다. bead mill이 가장 효과적이지만 사용하기 어려운 환경이라 나노입자를 단순한 방법으로 aggregate되어있는 것을 깰수 있는 방법이 필요한 상황입니다. 꼭 용매에 녹인 상태가 아니라 시료 상태에서 분산시키는 방법이 효과적일 것 같은데 방법이 있으시면 부탁드리겠습니다.
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    안길홍님의 답변

    나노단위의 입자는 전기적으로 매우 불안정한 상태를 띄고 있습니다. 혼합시에 Impeller로 교반하게 되면 입자가 항상 응집하게 되는 성질을 가집니다. 따라서 점도가 높을 경우는 3본 roll로써 혼합하든지,점도가 낮으면 glass 또는 alumina bead로 shaker에 의하여 분산하게 되면 어느 정도 분산 상태가 나아지나(나노 입자는 그래도 응집 현상은 일어납니다) 에폭시와 같이 2액형인 경우는 경화제를 혼합하기 위하여 다시 impeller로써 교반하여 주어야 되므로 다시 입자가 응집하게 됩니다. 이러한 현상을 어느 정도 방지하기 위하여 ultra sonic coating을 하게 되는데 장비가 없을 것으로 생각되므로 wet on wet coating 방법이외에는 다른 방법이 없습니다. 에폭시 이므로 경화시간이 6~12시간 정도 소요되므로 먼저 에폭시 수지만으로 얇게(마이크론 단위로) coating한 후 약 1~2시간 경과하여 표면이 어느 정도 tacky상태에서 벗어난 후 나노 입자를 DMF용제(단독)에 분산하여 이를 매우 낮은 분사압으로 에폭시 코팅 표면에 분사하여 주시기 바랍니다. 그러면 에폭시 표면이 DMF용제에 의하여 용해되면서 나노 입자가 경화되는 과정에 에폭시 표면에 견고하게 고정이 됩니다. 이를 wet on wet coating technique라고 합니다.
    나노단위의 입자는 전기적으로 매우 불안정한 상태를 띄고 있습니다. 혼합시에 Impeller로 교반하게 되면 입자가 항상 응집하게 되는 성질을 가집니다. 따라서 점도가 높을 경우는 3본 roll로써 혼합하든지,점도가 낮으면 glass 또는 alumina bead로 shaker에 의하여 분산하게 되면 어느 정도 분산 상태가 나아지나(나노 입자는 그래도 응집 현상은 일어납니다) 에폭시와 같이 2액형인 경우는 경화제를 혼합하기 위하여 다시 impeller로써 교반하여 주어야 되므로 다시 입자가 응집하게 됩니다. 이러한 현상을 어느 정도 방지하기 위하여 ultra sonic coating을 하게 되는데 장비가 없을 것으로 생각되므로 wet on wet coating 방법이외에는 다른 방법이 없습니다. 에폭시 이므로 경화시간이 6~12시간 정도 소요되므로 먼저 에폭시 수지만으로 얇게(마이크론 단위로) coating한 후 약 1~2시간 경과하여 표면이 어느 정도 tacky상태에서 벗어난 후 나노 입자를 DMF용제(단독)에 분산하여 이를 매우 낮은 분사압으로 에폭시 코팅 표면에 분사하여 주시기 바랍니다. 그러면 에폭시 표면이 DMF용제에 의하여 용해되면서 나노 입자가 경화되는 과정에 에폭시 표면에 견고하게 고정이 됩니다. 이를 wet on wet coating technique라고 합니다.
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