KR20110029575A - Nanofiber web with network structure and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 망상구조를 구비하여 의약분야의 담체 등으로 유용한 나노섬유 망상 구조물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전기방사 방식으로 제조되어 폴리아미드 수지로 구성되며 상대적으로 직경이 굵은 태섬도 나노섬유들 사이를 주성분이 하기 화학식(Ⅰ)의 단량체 중에서 선택된 1종 이상의 단량체로 이루어진 고분자로 구성되며 상대적으로 직경이 가는 세섬도 나노섬유들이 네트워크(Network) 구조로 연결하는 구조(이하 "망상구조"라고 한다)를 갖는 나노섬유 망상구조물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanofibrous network structure having a network structure and useful as a carrier in the pharmaceutical field, and a method of manufacturing the same, and more specifically, to an electrospinning method, which is made of a polyamide resin, and has a relatively thick diameter of a fine island nano A structure consisting of polymers composed of one or more monomers selected from monomers of the general formula (I) having a main component between the fibers and connecting relatively fine-sized fine-fiber nanofibers in a network structure (hereinafter, referred to as "network structure"). It relates to a nanofiber network structure having a) and a method of manufacturing the same.
[상기 화학식(Ⅰ)에서 R1은 H, CH3, Cl, Br, F, CN, 벤젠, COOH, CONH2, CH3COOH 또는 CH3COOCH3 이다][In formula (I), R1 is H, CH 3 , Cl, Br, F, CN, benzene, COOH, CONH 2 , CH 3 COOH or CH 3 COOCH 3 ]
본 발명에 있어서, 나노섬유 망상 구조물이란 상기 망상구조를 구비하는 나노섬유 웹(web)으로 정의된다.In the present invention, the nanofiber network structure is defined as a nanofiber web having the network structure.
또한, 본 발명에 있어서, 비닐 공중합 단량체는 비닐 단량체를 포함하는 공 중합 단량체로 정의된다.In addition, in this invention, a vinyl copolymerization monomer is defined as the copolymerization monomer containing a vinyl monomer.
또한, 상기 화학식(Ⅰ)의 단량체는 2중결합을 하고 있는 비닐 단량체로 정의된다.In addition, the monomer of the said general formula (I) is defined as the vinyl monomer which has a double bond.
본 발명에 있어서 상기 세섬도 나노섬유의 고분자는 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴로니트릴이 포함된 공중합체(이하 "폴리아크릴로니트릴 공중합체"라고 한다) 폴리비닐, 폴리비닐이 포함된 공중합체(이하 "폴리비닐 공중합체" 라고 한다) 및 이들의 혼합물 등이다.In the present invention, the polymer of the fine-grained nanofibers is a copolymer containing polyacrylonitrile and polyacrylonitrile (hereinafter referred to as "polyacrylonitrile copolymer") polyvinyl, copolymer containing polyvinyl ( Hereinafter referred to as "polyvinyl copolymer") and mixtures thereof.
상업적으로 나노섬유 웹을 제조하기 위해서 한국등록특허 제0412241호, 한국등록특허 제0422459호 및 한국공개특허 제2005-15610호 고분자 용액을 다수의 노즐을 통해 전기방사하는 방법을 제안하고 있다.In order to commercially manufacture a nanofiber web, Korean Patent No. 0412241, Korean Patent No. 0422459 and Korean Patent Application No. 2005-15610 propose a method of electrospinning a plurality of nozzles through a plurality of nozzles.
구체적으로, 상기의 종래 방법은 도 6에 도시된 바와 같이 고분자 용액을 계량펌프(2)를 통해 고전압이 걸려있는 다수의 노즐(3)에 공급한 다음, 이를 노즐과 반대 전하를 띠는 고전압이 걸려있는 컬렉터(4)상에 위치하는 섬유기재상에 전기방사하여 나노섬유 웹을 제조하였다.Specifically, in the conventional method, as shown in FIG. 6, the polymer solution is supplied to the plurality of
도 6은 종래 전기방사 공정 일례를 나타내는 공정 개략도이다.6 is a process schematic diagram showing an example of a conventional electrospinning process.
그러나, 상기의 종래 전기방사 방법으로 단일 고분자를 전기방사하는 경우에는 직경이 동일 수준인 나노섬유들이 불규칙하게 서로 적층된 나노섬유 웹이 제조될 뿐, 서로 상이한 고분자로 이루어진 (ⅰ) 직경이 상대적으로 굵은 나노섬유들과 (ⅱ) 직경이 상대적으로 가는 나노섬유들로 구성되며, 상기의 직경이 상대적으로 굵은 나노섬유들 사이를 상기의 직경이 상대적으로 가는 나노섬유 섬유들이 연결하고 있는 망상(Network) 구조를 갖는 나노섬유 웹을 제조하는 것은 불가능 하였다.However, in the case of electrospinning a single polymer by the conventional electrospinning method, only nanofiber webs in which nanofibers having the same diameter are irregularly stacked with each other are manufactured, and (ⅰ) diameters made of different polymers are relatively It is composed of coarse nanofibers and (ii) nanofibers having a relatively small diameter, and a network in which the nanofiber fibers having a relatively thin diameter is connected between the relatively coarse nanofibers. It was not possible to produce nanofiber webs with structures.
한편, 상기의 종래 전기방사 방법으로 폴리아미드 고분자 용액을 1차로 전기방사하여 직경이 55㎚ 이상 수준으로 비교적 직경이 굵은 폴리아미드 나노섬유들로 이루어진 나노섬유 웹을 제조한 다음, 제조된 상기 폴리아미드 나노섬유 웹 위에 상기의 종래 전기방사 방법으로 비닐 고분자를 이용하여, 예를 들면 폴리아크릴로니트릴 용액을 2차로 전기방사하여 50㎚ 이하 수준으로 비교적 직경이 가는 폴리아크릴로니트릴 나노섬유들을 적층시키는 경우, 직경이 서로 상이한 2종의 나노섬유들이 나노섬유 웹내에 적층되게 할 수는 있지만, 상기 방법은 전기방사를 2회 실시해야 하므로 공정이 복잡하고, 직경이 상대적으로 굵은 나노섬유들 사이를 직경이 상대적으로 가는 나노섬유들이 연결해주는 망상(Network) 구조를 갖는 나노섬유 웹은 제조할 수 없었다.Meanwhile, the polyamide polymer solution is first electrospun by the conventional electrospinning method to prepare a nanofiber web made of polyamide nanofibers having a relatively large diameter at a level of 55 nm or more, and then the polyamide prepared In the case of laminating polyacrylonitrile nanofibers having a relatively narrow diameter to a level of 50 nm or less by, for example, secondary electrospinning of a polyacrylonitrile solution on the nanofiber web by the conventional electrospinning method described above. Although two kinds of nanofibers having different diameters may be stacked in the nanofiber web, the method requires two electrospinning processes, which is complicated in the process, and the diameters between the relatively thick nanofibers A nanofiber web with a network structure connected by relatively thin nanofibers could not be manufactured. .
본 발명은 단일 고분자 방사용액을 동일한 크기의 노즐들을 통해 전기방사하는 경우에도 직경이 상대적으로 굵은 태섬도 나노섬유들과 직경이 상대적으로 가는 세섬도 나노섬유들이 동시에 형성되면서 상기의 세섬도 나노섬유들이 태섬도 나노섬유들 사이를 연결해주는 망상(Network) 구조를 갖는 나노섬유 망상 구조물 및 그 의 제조방법을 제공하고자 한다.In the present invention, even when electrospinning a single polymer spinning solution through nozzles of the same size, the finer nanofibers having a relatively large diameter and the finer finer nanofibers having a relatively large diameter are formed at the same time. It is an object of the present invention to provide a nanofiber network structure having a network structure that connects between nanofibers and nanofibers, and a method of manufacturing the same.
본 발명에서는 나노섬유 망상(Network) 구조물을 제조하기 위해서, 폴리아미드 수지가 용매에 용해되어 있는 고분자 용액 내에 상기 화학식(Ⅰ)의 단량체 중에서 선택된 1종 이상의 단량체로 첨가한 후 이를 전기방사하여, 폴리아미드 수지로 구성되어 직경이 상대적으로 굵은 나노섬유를 형성함과 동시에 상기 화학식(Ⅰ)의 단량체 중에서 선택된 1종 이상의 단량체(이하 "비닐 단량체"라고 한다)를 전기방사 중에 중합시켜 주성분이 비닐 단량체로 이루어진 고분자로 구성되어 직경이 상대적으로 가느다란 나노섬유를 형성한다.In the present invention, in order to prepare a nanofiber network structure (poly) resin, the polyamide resin is added to at least one monomer selected from the monomer of the formula (I) in a polymer solution dissolved in a solvent and then electrospun it, poly Consists of an amide resin to form nanofibers having a relatively large diameter, and at least one monomer selected from monomers of the above formula (I) (hereinafter referred to as "vinyl monomer") is polymerized during electrospinning so that the main component is a vinyl monomer. It is composed of a polymer made of a relatively narrow diameter nanofibers.
다시 말해, 본 발명에서는 전기방사용 고분자 용액 내에 비닐 단량체(모노머)를 첨가한 후, 이를 전기방사 공정 중 중합시켜 세섬도의 나노섬유를 형성한다.In other words, in the present invention, the vinyl monomer (monomer) is added to the electrospun polymer solution, and then polymerized during the electrospinning process to form nanofibers of fineness.
구체적으로 전기방사시 고분자 용액 내에서 첨가된 상기 비닐 단량체는 노즐과 컬렉터 사이에 존재하는 정전기력에 의해 중합되면서 주성분이 상기 비닐 단량체로 이루어진 고분자로 구성되어 직경이 상대적으로 가는 나노섬유(이하 "세섬도 나노섬유"라고 한다)를 형성한다.Specifically, the vinyl monomer added in the polymer solution during the electrospinning is polymerized by the electrostatic force existing between the nozzle and the collector, and the main component is composed of the polymer composed of the vinyl monomer, which is relatively thin in diameter (hereinafter referred to as "fineness degree" Nanofibers ").
한편, 전기방사시 고분자 용액에 첨가된 폴리아미드 수지는 폴리아미드 수지로 구성되어 직경이 상대적으로 굵은 나노섬유(이하 "태섬도 나노섬유"라고 한다)를 형성하게 된다. On the other hand, the polyamide resin added to the polymer solution during the electrospinning is composed of a polyamide resin to form a relatively thick nanofibers (hereinafter referred to as "Taeseodo nanofibers").
상기 세섬도 나노섬유들은 상기 태섬도 나노섬유들 사이를 망상(Network) 구 조로 연결한다.The fine-grained nanofibers connect a network structure between the fine-grained nanofibers.
본 발명의 나노섬유 망상 구조물은 특이한 망상 구조를 구비하여 의약분야의 담체 소재, 약물 및 유전자 전달체, 상처치료용 소재, 필터 소재, 이차전지 소재, 센서 소재, 촉매 소재 등으로 유용하다.The nanofiber network structure of the present invention has a unique network structure and is useful as a carrier material, a drug and gene carrier, a wound treatment material, a filter material, a secondary battery material, a sensor material, a catalyst material, and the like in the pharmaceutical field.
또한, 본 발명의 나노섬유 망상 구조물은 한쪽면은 친수성을 갖고 나머지 한쪽면은 소수성을 갖는 웹(Web)으로 의류용 소재는 물론 수처리용 필터 소재로 특히 유용하다.In addition, the nanofibrous network structure of the present invention is particularly useful as a filter material for water treatment as well as a material for clothing as a web (Web) having one side hydrophilicity and the other side hydrophobic.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명에 따른 나노섬유 망상(Network) 구조물을 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 전기방사방식으로 제조되어 직경이 55㎚~2,000㎚이고 폴리아미드 수지로 구성되는 태섬도 나노섬유들과, (ⅱ) 전기방사방식으로 제조되어 직경이 0.1~50㎚이고 주성분이 하기 화학식(Ⅰ)의 단량체 중에서 선택된 1종 이상의 단량체로 이루어진 고분자로 구성되는 세섬도 나노섬유들로 구성되며, 상기 세섬도 나노섬유들은 상기 태섬도 나노섬유들 사이를 망상(Network) 구조로 연결하고 있으며, 상기 태섬도 나노섬유의 직경은 세섬도 나노섬유의 직경 대비 3배 이상인 것을 특징으로 한다.First, the nanofiber network structure according to the present invention is manufactured by (i) electrospinning method as shown in Figs. 1 to 2, and the diameter is 55 nm to 2,000 nm and is composed of polyamide resin nano Fibers and (ii) are made of electrospun and composed of finely divided nanofibers composed of a polymer composed of one or more monomers selected from monomers of the formula (I) having a diameter of 0.1 to 50 nm and a main component, The fine fine nanofibers are connected between the fine fine nanofibers in a network structure, and the diameter of the fine fine nanofibers is more than three times the diameter of the fine fine nanofibers.
[상기 화학식(Ⅰ)에서 R1은 H, CH3, Cl, Br, F, CN, 벤젠, COOH, CONH2, CH3COOH 또는 CH3COOCH3 이다][In formula (I), R1 is H, CH 3 , Cl, Br, F, CN, benzene, COOH, CONH 2 , CH 3 COOH or CH 3 COOCH 3 ]
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 나노섬유 망상(Network) 구조물은 나노섬유 웹 형태로서 상기 태섬도 나노섬유들 사이를 상기 세섬도 나노섬유들이 연결해 주는 망상(Network) 구조를 갖는다.More specifically, the nanofiber network structure according to the present invention has a network structure in which the fine-grained nanofibers are connected between the thimble nanofibers as a nanofiber web form.
상기 화학식(Ⅰ)의 단량체 중에서 선택된 1종 이상의 단량체(이하 "비닐 단량체"라고 약칭한다)로 이루어진 고분자로 구성되는 세섬도 나노섬유는 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴로니트릴의 공중합체, 폴리비닐 또는 폴리비닐 공중합체 등으로 구성된다.The finely divided nanofibers composed of a polymer composed of at least one monomer selected from monomers of the formula (I) (hereinafter abbreviated as "vinyl monomer") are polyacrylonitrile, copolymers of polyacrylonitrile, polyvinyl or Polyvinyl copolymer and the like.
상기 세섬도 나노섬유들은 전기방사용 고분자 용액 내에 첨가되어 있는 비닐 단량체들이 전기방사 과정에서 노즐과 컬렉터 사이에 존재하는 정전기력에 의해 중합되어 형성된 것이다.The fine-grained nanofibers are formed by polymerizing vinyl monomers added in an electrospun polymer solution by electrostatic force existing between the nozzle and the collector during the electrospinning process.
일차적으로 고분자 용액내 용매인 개미산은 고전압에 의해서 활성화 된 환원제 역할을 한다. 이어서 수소 이온은 상기 비닐 단량체의 2중결합에 영향을 주어 들뜨게 하고 연속하여 중합이 일어나게 된다. 이렇게 형성된 주성분이 상기 비닐 단량체로 이루어진 고분자와 폴리아미드 고분자는 전기방사 과정에서 상분리가 발생하게 되고, 비닐 단량체로 이루어진 고분자와 폴리아미드 각각의 극성 차이로 인하여 폴리아미드 나노섬유 사이를 비닐 단량체로 이루어진 나노섬유들이 서로 연결 되는 망상 구조를 형성하게 되는 것으로 보인다.Formic acid, which is primarily a solvent in the polymer solution, acts as a reducing agent activated by high voltage. Subsequently, the hydrogen ions affect the double bond of the vinyl monomer to excite and subsequently polymerize. The polymer and the polyamide polymer having the main component formed as above are the vinyl monomers, and phase separation occurs during the electrospinning process, and the polyamide nanofibers are formed between the polyamide nanofibers due to the polarity difference between the polymer and the polyamide. The fibers appear to form network structures that connect to each other.
상기 비닐 단량체의 구체적인 예로는 아크릴로니트릴 단량체, 아크릴로니트릴 공중합 단량체, 비닐 단량체, 비닐 공중합 단량체 또는 이들의 혼합 단량체 등이다.Specific examples of the vinyl monomers are acrylonitrile monomers, acrylonitrile copolymer monomers, vinyl monomers, vinyl copolymer monomers or mixed monomers thereof.
상기 태섬도 나노섬유들의 직경은 50㎚ 이상, 바람직하기로는 55~2,000㎚이고, 상기 세섬도 나노섬유들의 직경은 50㎚ 이하, 보다 바람직하기로는 0.1~30㎚이고, 상기 태섬도 폴리아미드 나노섬유의 직경은 세섬도 폴리아크릴산 나노섬유의 직경 대비 3배 이상이다.The diameter of the fineness nanofibers is 50 nm or more, preferably 55-2,000 nm, and the diameter of the fineness nanofibers is 50 nm or less, more preferably 0.1-30 nm, and the fineness polyamide nanofibers The diameter of is more than three times the diameter of the fine-grained polyacrylic acid nanofibers.
다음으로는, 본 발명에 따른 나노섬유 망상 구조물을 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.Next, a method for producing a nanofiber network structure according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 나노섬유 망상 구조물의 제조방법은 폴리아미드 수지가 용매에 용해되어 있는 고분자용액을 전기방사하여 나노섬유 구조물을 제조함에 있어서, 상기 고분자용액 내에 상기 비닐 단량체를 첨가하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a nanofiber network structure according to the present invention is characterized in that the vinyl monomer is added to the polymer solution in preparing the nanofiber structure by electrospinning a polymer solution in which a polyamide resin is dissolved in a solvent.
상기 비닐 단량체의 첨가량은 고분자 용액 중량대비 70중량% 이하인 것이 바람직하다.The amount of the vinyl monomer added is preferably 70% by weight or less based on the weight of the polymer solution.
고분자 용액 내에 함유된 상기 비닐 단량체는 전기방사 중에 노즐과 컬렉터 사이에 가해지는 정전기력에 의해 주성분이 비닐 단량체로 이루어진 고분자로 중합되어 세섬도 나노섬유를 형성한다.The vinyl monomer contained in the polymer solution is polymerized into a polymer composed of vinyl monomers as a main component by the electrostatic force applied between the nozzle and the collector during electrospinning to form fine fine nanofibers.
이때, 고분자 용액 내에 함유된 개미산(용액)은 고전압에 의해서 활성화된 환원제 역할을 하고, 수소이온은 비닐 단량체의 2중결합에 영향을 주어 들뜨게 하 여 연속하여 중합이 일어나게 한다.At this time, the formic acid (solution) contained in the polymer solution acts as a reducing agent activated by high voltage, and hydrogen ions are affected by the double bond of the vinyl monomer to be excited to cause the polymerization to occur continuously.
상기와 같이 중합된 주성분이 비닐 단량체로 이루어진 고분자와 용액 내에 원래부터 용해된 폴리아미드는 전기방사 과정에서 상분리되면서 각각 주성분이 비닐 단량체로 이루어진 고분자로 구성되는 세섬도 나노섬유와 폴리아미드로 구성되는 태섬도 나노섬유를 형성하게 되며, 상기 폴리아미드와 비닐 단량체로 이루어진 고분자 사이의 극성차이로 인해 상기 세섬도 나노섬유들은 태섬도 나노섬유 사이를 망상(Network) 구조로 연결하게 된다.As described above, the polymerized main component is a polymer composed of vinyl monomers and polyamides originally dissolved in a solution. The phase separation is performed in the electrospinning process, and the main components are composed of finely divided nanofibers and polyamides, respectively. The fine islands form nanofibers, and due to the polarity difference between the polymer made of the polyamide and the vinyl monomer, the fine islands of nanofibers connect the Taiseo island nanofibers in a network structure.
이하, 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
실시예 1Example 1
상대점도가 2.8인 코오롱사의 나일론 6을 개미산과 초산을 4/1로 혼합한 용매에 용해하여 22중량%의 나일론 6의 용액을 제조하였다. 이 용액에 아크릴로니트릴 모노머를 같은 1:1의 체적비율로 투입하고 실온에서 5분간 혼합하였다. 이 혼합용액을 이용하여 전기방사를 행하였다. 전기방사 실험은 일반적인 전기방사 장치를 이용하여 행하였으며 전압 19 kV 하에서 노즐과 컬렉터 사이의 거리가 12 cm로 하여 전기방사를 행하였다. 제조된 나노섬유 망상(Network) 구조물의 전자현미경 사진은 도 1 내지 도 2와 같았다. 도1에서 알 수 있듯이 평균직경이 20nm인 폴리아크릴로니트릴 섬유와 평균직경이 100nm인 나일론 섬유로 구성된 망상구조가 형성되었다. Nylon 6 of Kolon Corporation having a relative viscosity of 2.8 was dissolved in a solvent in which formic acid and acetic acid were mixed at 4/1 to prepare a solution of 22 wt%
도 2는 도 1을 확대 촬영한 전자현미경 사진이다.FIG. 2 is an enlarged electron micrograph of FIG. 1.
도 3은 실시예 1의 방법으로 제조된 나노섬유 망상(Network) 구조물을 디메틸포름아마이드 용매에 충분히 침지시키면 나일론 6는 전혀 용해되지 않고 단지 폴리아크릴로니트릴만 용해되므로 용해된 후에 폴리아크릴로니트릴로 구성된 평균직경이 20 nm인 매우 작은 직경을 갖는 섬유는 모두 사라지는 것을 전자현미경으로 확인한 결과이다.Figure 3 shows that when the nanofiber network structure prepared by the method of Example 1 is sufficiently immersed in dimethylformamide solvent,
도 4는 실시예 1의 방법으로 제조된 도 1 내지 도 2의 나노섬유 망상(Network) 구조물을 디메틸포름아마이드 용매로 용해하여 얻어진 용액을 가지고 핵자기공명(Nuclear Mgnetic Resonance : NMR)을 분석한 결과를 나타내는 그래프로서, 아크릴로니트릴 모노머가 전기방사 중에 중합되어 폴리아크릴로니트릴이 형성되는 것을 확인해 준다. 도 4에서 아래 그림은 순수한 아크릴로니트릴 모노머를 나타낸 것으로 6 ppm 전후에서 강한 피크를 보이고 있다. 그러나 도4의 윗 그림은 도 1 내지 도 2의 나노섬유 망상(Network) 구조물을 디메틸포름아마이드 용매로 용해하여 추출한 용액의 피크를 보인 것으로 폴리아크릴로니트릴 고분자의 특성 피크인 3 ppm 근처와 2 ppm 근처의 특성 피크로 보아 아크릴로니트릴이 전기방사 과정에서 중합되어 고분자가 형성되는 것을 보인 증거이다. 도 4의 윗 그림에서 보면 아크릴로니트릴 모노머 피크는 사라지는 것을 알 수가 있다. Figure 4 is a result of analyzing the nuclear magnetic resonance (Nuclear Mgnetic Resonance: NMR) with a solution obtained by dissolving the nanofiber network structure of Figure 1 to 2 prepared by the method of Example 1 with dimethylformamide solvent As a graph showing that the acrylonitrile monomer is polymerized during electrospinning to confirm that polyacrylonitrile is formed. 4 shows pure acrylonitrile monomer and shows a strong peak at around 6 ppm. However, the upper picture of FIG. 4 shows peaks of a solution obtained by dissolving the nanofiber network structure of FIGS. The characteristic peak in the vicinity is evidence that acrylonitrile polymerizes during the electrospinning process to form a polymer. In the upper picture of Figure 4 it can be seen that the acrylonitrile monomer peak disappears.
이와 같은 근거로 판단해 볼 때 망상구조를 형성하는 상기 세섬도 나노섬유는 폴리아크릴로니트릴 수지로 구성됨을 확인 할 수 있다. 전기방사한 나노섬유의 매트에 다양한 조성물이 들어 있다는 것을 알 수가 있다. 이는 폴리아미드 용액에 아크릴로니트릴 모노머를 투입하여 전기방사할 경우에 정전기력이 아크릴로니트릴 모노머의 2중 결합을 공격하여 중합이 이루어지는데 순간적으로 중합이 일어나는 것을 간접적으로 나타낸다.Judging from such a basis, it can be confirmed that the fine-grained nanofibers forming a network structure are composed of polyacrylonitrile resin. It can be seen that various compositions are contained in the mat of electrospun nanofibers. This indirectly indicates that when the electrospinning of acrylonitrile monomer is added to the polyamide solution, the electrostatic force attacks the double bond of the acrylonitrile monomer to cause polymerization.
실시예 2Example 2
상대점도가 2.6인 나일론 66을 개미산과 초산을 4/1로 혼합한 용매에 용해하여 20중량%의 나일론 66의 용액을 제조하였다. 이 용액에 아크릴로니트릴 모노머를 같은 1:1의 체적비율로 투입하고 실온에서 5분간 혼합하였다. 이 혼합용액을 이용하여 전기방사를 행하였다. 전기방사 실험은 일반적인 전기방사 장치를 이용하여 행하였으며 전압 25 kV 하에서 노즐과 컬렉터 사이의 거리가 12 cm로 하여 전기방사를 행하였다. 제조된 나노섬유 망상(Network) 구조물의 전자현미경 사진은 도 5 와 같았다. 도5에서 알 수 있듯이 평균직경이 18 nm인 폴리아크릴로니트릴 섬유와 평균직경이 95 nm인 나일론 66 섬유로 구성된 망상구조가 형성되었다. Nylon 66 having a relative viscosity of 2.6 was dissolved in a solvent in which formic acid and acetic acid were mixed at 4/1 to prepare a solution of 20 wt% nylon 66. The acrylonitrile monomer was added to this solution in the same volume ratio of 1: 1, and mixed at room temperature for 5 minutes. Electrospinning was performed using this mixed solution. The electrospinning experiment was carried out using a general electrospinning apparatus, and electrospinning was carried out with a distance of 12 cm between the nozzle and the collector under a voltage of 25 kV. An electron micrograph of the prepared nanofiber network structure was as shown in FIG. 5. As can be seen in Figure 5, a network structure was formed of polyacrylonitrile fibers having an average diameter of 18 nm and nylon 66 fibers having an average diameter of 95 nm.
도 1은 실시예 1로 제조된 나노섬유 망상(Network) 구조물의 전자현미경 사진.1 is an electron micrograph of a nanofiber network structure prepared in Example 1. FIG.
도 2는 도 1을 확대 촬영한 전자현미경 사진.FIG. 2 is an electron microscope photograph of the enlarged image of FIG. 1; FIG.
도 3은 실시예 1로 제조된 도 1의 나노섬유 망상 구조물을 물에 침지하여 상기 나노섬유 망상 구조물 내 폴리아크릴로니트릴로 이루어진 세섬도 나노섬유를 제거한 상태를 나타내는 전자현미경 사진.3 is an electron micrograph showing a state in which the fine-fiber nanofibers made of polyacrylonitrile in the nanofiber network structure are removed by immersing the nanofiber network structure of FIG. 1 prepared in Example 1. FIG.
도 4는 실시예 1로 제조된 나노섬유 망상 구조물을 디메틸포름아미드에 넣고 36시간 동안 교반기(Shaker)에 넣어서 폴리아크릴로니트릴로 구성된 성분 용액을 추출한 다음, 이를 가지고 핵자기공명(Nuclear Mgnetic Resonance : NMR)을 분석한 결과를 나타내는 그래프.4 is a nanofiber network structure prepared in Example 1 in dimethylformamide and put in a shaker for 36 hours to extract a component solution consisting of polyacrylonitrile, with nuclear magnetic resonance (Nuclear Mgnetic Resonance: NMR) graph showing the results of the analysis.
도 5는 실시예 2로 제조된 나노섬유 망상(Network) 구조물의 전자현미경 사진.5 is an electron micrograph of the nanofiber network structure prepared in Example 2.
도 6은 종래 전기방사 공정 일례를 나타내는 공정 개략도 이다.6 is a process schematic diagram showing an example of a conventional electrospinning process.
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