KR20210048112A - 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법 - Google Patents

유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210048112A
KR20210048112A KR1020190131982A KR20190131982A KR20210048112A KR 20210048112 A KR20210048112 A KR 20210048112A KR 1020190131982 A KR1020190131982 A KR 1020190131982A KR 20190131982 A KR20190131982 A KR 20190131982A KR 20210048112 A KR20210048112 A KR 20210048112A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ion conductive
conductive polymer
poly
polymer gel
gel elastomer
Prior art date
Application number
KR1020190131982A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102292189B1 (ko
Inventor
배진우
한창수
전경용
손영준
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
한국기술교육대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단, 한국기술교육대학교 산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020190131982A priority Critical patent/KR102292189B1/ko
Priority to CN202080074884.9A priority patent/CN115038742A/zh
Priority to US17/771,544 priority patent/US20220396672A1/en
Priority to EP20879743.1A priority patent/EP4032940A4/en
Priority to PCT/KR2020/011732 priority patent/WO2021080159A1/ko
Publication of KR20210048112A publication Critical patent/KR20210048112A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102292189B1 publication Critical patent/KR102292189B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/09—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids
    • C08J3/091—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in organic liquids characterised by the chemical constitution of the organic liquid
    • C08J3/095—Oxygen containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/18—Plasticising macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/205—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase
    • C08J3/21—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase
    • C08J3/215—Compounding polymers with additives, e.g. colouring in the presence of a continuous liquid phase the polymer being premixed with a liquid phase at least one additive being also premixed with a liquid phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C08K5/19—Quaternary ammonium compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/122—Ionic conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
    • H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08J2327/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/001—Conductive additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/11—Esters; Ether-esters of acyclic polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/43—Compounds containing sulfur bound to nitrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법을 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 고분자 매트릭스; 상기 고분자 매트릭스 내에 함침되어, 상기 고분자 매트릭스를 겔(gel) 상태로 가소화시키는 가소화 용매; 및 상기 가소화 용매에 의해 이온화 되어 상기 고분자 매트릭스 내에 분산된 이온 도전성 도펀트를 포함하며, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트는 비친수성인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법{ORGANO ION-CONDUCTIVE POLYMER GEL ELASTOMER AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자정보 소자의 급속한 발전으로 휴대용 정보통신 및 스마트 기기의 보급이 활성화되고 있다. 미래 전자시스템은 단순 휴대형에서 벗어나 사람의 몸에 부착하거나 인체 내부에 삽입이 가능한 형태로 까지 발전될 것으로 예상된다.
특히, 최근 구부리거나 늘릴 수 있으면서 사람의 피부나 몸 또는 관절 부위와 같은 굴곡진 부분에 부착이 가능한 신축성을 가지는 전기 전도체에 관한 관심이 급증하고 있다.
하이드로젤은 하나 이상의 단량체로 이루어진, 가교 결합된 네트워크 형태의 고분자 중합체이다. 이러한 하이드로젤은 친수성 중합체 사슬로부터 물리적 또는 화학적 가교 공정을 통해 제조되며 물에 의하여 상당 부분 팽윤되지만 물에 용해되지는 않는다.
하이드로젤의 기계적 특성은 생물학적 조직과 매우 유사하고 수분 함량이 높기 때문에 우수한 확산 특성을 가지고 있어서 콘택트 렌즈, 약물 전달 매체, 분리막, 접착제와 같은 연조직 대체 물질과 같은 광범위한 응용 분야에서 이용되고 있다.
또한 하이드로젤은 생체 고분자들 즉 세포 또는 단백질의 흡착을 방지하는 물질로 작용하여 조직 공학 및 바이오센서 개발에 활발하게 이용되어 왔다.
전도성 하이드로젤은 전도성 고분자 물질을 다양한 가교가 가능한 수화 고분자 매트릭스 내에 분산시킨 물질로서, 다양한 장치에 단백질 같은 생체 유래 물질을 접목한 하이브리드 장치 구현에 필요한 핵심 소재 중 하나이다.
특히, 전도성 하이드로겔은 고유의 신축성 및 인체 적합성과 더불어 전기 전도성을 띠기 때문에 신체 부위에 접합시킬 수 있는 신축성 유연 소자의 전극 물질로서 활용이 가능하다.
그러나, 용매로서 물이 사용되기 때문에 장시간 대기 노출되는 경우 물의 증발로 인해 젤 상태로부터 경직된 고체로 변화되는 문제가 발생한다.
나아가, 전기적으로도 전압 인가에 의하여 이온들이 전압에 따라 이동하는 이온 전도가 발생하게 되며, 일정 전압 이상에서는 물의 전기 분해가 발생하여 전기화학적(electrochemical) 전류가 발생하는 문제점이 있다. 그 결과 균일한 전기 전도가 이루어지기 어렵고 화학 반응의 결과로 하이드로젤의 일부가 손상될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0071489호, "고분자 조성물, 및 이를 이용한 전도성 및 신축성이 우수한 투명 전도성 고분자 박막, 및 이를 이용한 투명 전극 및 그 제조방법" 대한민국 등록특허공보 제10-1898499호, "중합체 조성물, 중합체 막, 중합체 겔, 중합체 발포제, 및 이러한 막, 겔, 및 발포제를 포함하는 전자장치"
본 발명의 실시예는 물리적 가교를 가지는 고분자 매트릭스가 가소화되어 결정성을 제한함으로써 투명성을 가질 수 있으며, 이와 더불어 우수한 신축성, 탄성력, 가요성 및 치수 안정성을 가질 수 있는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 가소화 용매에 의해 고분자 매트릭스 내에 이온 도전성 도펀트가 고르게 분산되어, 우수한 이온 전도성을 가질 수 있는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 고비점(高沸點) 및 비친수성(非親水性)의 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 포함하여, 수분을 흡수하지 않아 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 형상을 장기간 유지할 수 있으며 물을 용매로 포함하는 종래의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 문제점을 해결할 수 있는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 고분자, 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 혼합한 후 건조시키는 단순 공정을 통해, 물리적 가교를 가지고 투명성, 신축성, 가요성, 치수 안정성, 이온 전도성이 우수한 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조할 수 있는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는, 고분자 매트릭스; 상기 고분자 매트릭스 내에 함침되어, 상기 고분자 매트릭스를 겔(gel) 상태로 가소화시키는 가소화 용매; 및 상기 가소화 용매에 의해 이온화 되어 상기 고분자 매트릭스 내에 분산된 이온 도전성 도펀트를 포함하며, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트는 고비점 및 비친수성인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 물리적 가교를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 가소화 용매의 증기압은 25℃에서 0.00001mmHg 내지 10mmHg일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 가소화 용매는 디부틸아디페이트(dibutyl adipate) 및 디에틸아디페이트(diethyl adipate)를 포함하는 아디페이트(adipate)계 물질, 아세틸트리부틸사이트레이트(ACETYL TRIBUTYL CITRATE)를 포함하는 사이트레이트(citrate)계 물질, 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)를 포함하는 프탈레이트(phthalates)계 물질, 디부틸세바케이트(dibutyl sebacate)를 포함하는 세바케이트(sebacate)계 물질, 아질레이트(azelates)계 물질, 벤조에이트(benzoates)계 물질, 트리멜리테이트(trimellitates)계 물질, 포스페이트(phosphates)계 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 이온 도전성 도펀트는 유기 양이온 및, 유기 또는 무기 음이온을 포함하는 비친수성의 이온성 액체일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 이온 도전성 도펀트는 [EMIM][TFSI](1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethyl-sulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoro-methylsulfonyl)imide), [EMIM][PFESI]( 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [EMP][TFSI](1-Ethyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), [BMP][TFSI](1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 메탄설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium methanesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 도데실벤젠설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium dodecylbenzenesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 클로라이드(trihexyl (tetradecyl) phosphonium chloride), 테트라부틸 포스포늄 메탄설포네이트(tetrabutyl phosphonium methanesulfonate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리피롤, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴클로라이드 (PVdC), 폴리(알킬아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아닐린, 폴리비닐아세테이트, 폴리(에틸비닐아세테이트), 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리메타크릴아마이드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(2-비닐피리딘), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐부티랄, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르에테르케톤, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아민, 폴리우레탄, 폴리프로필렌,폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르술폰, 폴리메틸스티렌, 폴리클로로스티렌, 폴리스티렌술포네이트, 폴리스티렌술포닐 플루오라이드, 멜라민-포름알데히드 수지,나일론, 에폭시 수지, 폴리락타이드, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리디메틸실록산, CYTOPTM, 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 실리콘 수지, 셀룰로오즈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체에 따르면, 상기 고분자 매트릭스, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트의 중량비는45:45:10 내지 3.33:96.6699:0.0001일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 물리적 가교를 가지는 고분자 매트릭스가 가소화되어 결정성을 제한함으로써 투명성을 가질 수 있으며, 이와 더불어 우수한 신축성, 탄성력, 가요성 및 치수 안정성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 가소화 용매에 의해 고분자 매트릭스 내에 이온 도전성 도펀트가 고르게 분산되어, 우수한 이온 전도성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 고비점(高沸點) 및 비친수성(非親水性)의 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 포함하여, 수분을 흡수하지 않아 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 형상을 장기간 유지할 수 있으며 물을 용매로 포함하는 종래의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법은 고분자, 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 혼합한 후 건조시키는 단순 공정을 통해, 물리적 가교를 가지고 투명성, 신축성, 가요성, 치수 안정성, 이온 전도성이 우수한 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 구체적인 모습을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 전압 대비 전류를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 변형에 대한 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 경과 시간에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 구체적인 모습을 도시한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 고분자 매트릭스(110), 고분자 매트릭스(110) 내에 함침되어 고분자 매트릭스(110)를 겔(gel) 상태로 가소화시키는 가소화 용매(120) 및, 가소화 용매(120)에 의해 이온화 되어 고분자 매트릭스(110) 내에 분산된 이온 도전성 도펀트(130)를 포함한다.
고분자 매트릭스(110)는 고분자가 무작위적으로 또는 일정한 규칙성을 띠면서 배열된 형상일 수 있다.
실시예에 따라서, 고분자 매트릭스(110)는 가소화 용매(120)에 의해 가소화되어 매우 유동적인 상태가 되고, 가소화된 고분자 매트릭스(110) 사슬들이 서로 물리적으로 엉키는(physical entanglement) 물리적 가교 구조를 가질 수 있다.
실시예에 따라서, 상기 물리적 가교는 고분자 매트릭스(110)가 가소화 되어 매우 작은 크기의 결정들이 비결정성들을 물리적으로 연결시켜 것을 의미할 수 있다.
도 1에서는 고분자 매트릭스(110)가 다각형의 셀을 구성하는 것으로 도시되었지만, 이는 이해의 편의를 위한 것 일 뿐 고분자 매트릭스(110)의 구조가 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라서, 상기 물리적 가교로 이루어진 고분자 매트릭스(110)는 수소 결합, 고분자의 자기조립, 결정 형성과 같은 열역학적으로 가역적인 구조를 가질 수 있다.
고분자 매트릭스(110)는 물리적 가교를 이루기 위해 여러 가지 고분자를 사용할 수 있는데, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리피롤, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴클로라이드 (PVdC), 폴리(알킬아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아닐린, 폴리비닐아세테이트, 폴리(에틸비닐아세테이트), 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리메타크릴아마이드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(2-비닐피리딘), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐부티랄, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르에테르케톤, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아민, 폴리우레탄, 폴리프로필렌,폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르술폰, 폴리메틸스티렌, 폴리클로로스티렌, 폴리스티렌술포네이트, 폴리스티렌술포닐 플루오라이드, 멜라민-포름알데히드 수지,나일론, 에폭시 수지, 폴리락타이드, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리디메틸실록산, CYTOPTM, 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 실리콘 수지, 셀룰로오즈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.
특히, PVC는 가소화 용매(120)의 사슬 길이 및 가소화 용매(120)의 종류에 따라 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 구조적, 물리화학적 특성을 변화시킬 수 있어 응용 범위가 넓으므로 고분자 매트릭스(110)에 포함된 물질로 바람직하다.
또한, 고분자 매트릭스(110)에 블록 공중합체가 포함되는 경우, 블록 공중합체의 사슬 길이, 블록 공중합체의 종류 등을 변화시킴으로써 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 구조적, 물리화학적 특성 등을 최적화할 수 있다.
고분자 매트릭스(110)에 포함된 블록 공중합체는 가소화 용매(120) 혹은 이온 도전성 도펀트(130)에 대한 용해도가 낮은 블록들(이하, A 블록)과 가소화 용매(120) 또는 이온 도전성 도펀트(130)에 대해 용해도가 높은 블록(이하, B 블록)으로 구성되는데, 이온 도전성 도펀트(130) 안에서 상 분리된 A 블록이 3차원 구조체의 물리적 가교점을 형성하고, B 블록이 물리적 가교점들을 연결할 수 있다.
그러나, 상기 B 블록이 물리적 가교점을 연결할 시 고분자 매트릭스(110)에 일부 포함된 화학적 가교점이 결정을 이루어 고분자 매트릭스(110)가 불투명해질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 물리적 가교를 가지는 고분자 매트릭스(110)를 가소화시키는 가소화 용매(120)와, 이온 전도성을 부여하는 이온 도전성 도펀트(130)를 포함함으로써, 충분한 신축성, 탄성력 및 치수 안정성을 가질 수 있다.
가소화 용매(120)는 고분자 매트릭스(110)의 결정화 성질에 반해 고분자 매트릭스(110)를 가소화시켜 물리적 가교가 형성되게끔 한다.
또한, 가소화 용매(120)는 이온 도전성 도펀트(130)가 잘 녹아 고분자 매트릭스(110) 내에 잘 분산되도록 용매로서의 역할을 할 수 있다.
가소화 용매(120)는 고비점 및 비친수성 물질로 이루어져, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)가 외부의 수분에 영향을 받지 않을 수 있다.
구체적으로, 가소화 용매(120)는 25℃에서 물보다 현저하게 작은 증기압을 가지는 비친수성의 유기 용매일 수 있으며, 휘발성이 매우 낮아 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 탄성 및 가요성을 장기간 유지할 수 있다.
실시예에 따라서, 가소화 용매(120)는 25℃에서 0.00001mmHg 내지 10mmHg의 증기압을 가질 수 있다.
가소화 용매(120)의 증기압이 0.00001mmHg 미만이면 가소화 용매(120)의 점성이 매우 높아 유동성이 감소되어 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 신축성과 가요성이 현저히 저하될 수 있으며, 10mmHg를 초과하면 가소화 용매(120)가 쉽게 기화되어 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)가 쉽게 경화될 수 있다.
실시예에 따라서, 가소화 용매(120)는 끓는점이 150℃ 내지 400℃이고, 녹는점이 -150℃ 내지 0℃인 비친수성의 유기 용매일 수 있으며, 끓는점과 녹는점의 차이가 현저한 물질일수록 가소화 용매(120)의 가용 범위가 크기 때문에 고비점 및 비친수성의 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 가소화 용매(120)는 디부틸아디페이트(dibutyl adipate) 및 디에틸아디페이트(diethyl adipate)를 포함하는 아디페이트(adipate)계 물질, 아세틸트리부틸사이트레이트(ACETYL TRIBUTYL CITRATE)를 포함하는 사이트레이트(citrate)계 물질, 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)를 포함하는 프탈레이트(phthalates)계 물질, 디부틸세바케이트(dibutyl sebacate)를 포함하는 세바케이트(sebacate)계 물질, 아질레이트(azelates)계 물질, 벤조에이트(benzoates)계 물질, 트리멜리테이트(trimellitates)계 물질, 포스페이트(phosphates)계 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상이거나, 트리-메리트산 에스테르계 물질, 지방족 2염기산 에스테르계 물질, 에폭시계 물질, RIN산 에스테르계 물질, 지방족 에스테르계 물질, 함염소계 물질, 폴리에스테르계 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.
기존의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)에 사용된 가소화 용매(120)인 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG)은 녹는점이 -13℃, 끓는점이 596℃로 녹는점과 끓는점의 차이가 현저하나, 20℃에서 0.06mmHg의 증기압을 가져 휘발성이 비교적 높다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 가소화 용매(120)는 친수성과 비친수성을 모두 가져, 물과 분리되지 않고
특히, 디부틸아디페이트는 녹는점이 -32℃, 끓는점이 305℃로, 녹는점과 끓는점의 차이가 현저하여 가용 영역이 클 뿐 아니라, 25℃에서 0.001mmHg의 매우 작은 증기압을 가져 휘발성이 극히 낮기 때문에 가소화 용매(120)로 사용되기 바람직하다.
또한, 가소화 용매(120)는 매우 큰 분자 크기에 의해 고분자 매트릭스(110)의 유리전이온도를 낮추어 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 이온 전도도를 증가시킬 수 있다.
이온 도전성 도펀트(130)는 유기 양이온 및, 유기 또는 무기 음이온을 포함하는 비친수성의 이온성 액체로, 용융 염의 형태일 수 있다.
즉, 이온 도전성 도펀트(130)는 일반적으로 사용되는 카보네이트 계열의 유기 용매 대신 비휘발성이고 난연성인 이온성 액체를 사용하는 것이 바람직하다.
이온 도전성 도펀트(130)는 비친수성의 이온성 액체로, 일반적으로 무시할 수 있는 작은 증기압을 가져 비휘발성이 뛰어나다.
또한, 이온 도전성 도펀트(130)는 열분해 온도 300℃ 이상인 비친수성의 이온성 액체일 수 있으며, 우수한 열 안정성을 가질 수 있다.
또한, 비친수성의 이온성 액체인 이온 도전성 도펀트(130)는 수용성 전해질과 비슷한 정도의 매우 높은 이온 전도도(~1mS/cm)와 비정전용량(~10μF/cm2), 넓은 전기화학적 안정성 윈도우(4V 내지 7V)를 가져 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
실시예에 따라서, 이온 도전성 도펀트(130)는 [EMIM][TFSI](1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethyl-sulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoro-methylsulfonyl)imide), [EMIM][PFESI]( 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [EMP][TFSI](1-Ethyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), [BMP][TFSI](1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 메탄설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium methanesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 도데실벤젠설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium dodecylbenzenesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 클로라이드(trihexyl (tetradecyl) phosphonium chloride), 테트라부틸 포스포늄 메탄설포네이트(tetrabutyl phosphonium methanesulfonate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.
특히, [EMIM][TFSI]는 친유성의 EMIM을 포함하는 유기 양이온과, 친유성의 bis(trifluoro-methylsulfonyl)imide) 유기 음이온으로 이루어진 것으로, 큰 분자 부피와 분자 구조의 비대칭성으로 인해 유기 양이온 및 유기 음이온 사이의 상호 작용을 방해하며, 고분자 매트릭스(110)의 결정 격자 내 가소화 용매(120) 분자의 규칙적인 배열을 억제하여 가소화 용매(120)의 녹는점을 낮출 수 있어, 이온 도전성 도펀트(130)로 바람직하다.
이온 도전성 도펀트(130)는 다가 양이온(polycation)에 PF6-와 같이 크기가 크고 편극성(polarizability)이 큰 음이온을 포함하면 물에 녹지 않고 유기 용매에 용해될 수 있다.
예를 들어, 이온 도전성 도펀트(130)는 양이온이 Poly(1-vinyl-3-ethylimidazolium)인 경우 음이온의 종류에 따라서 가소화 용매(120)에 대한 용해도가 다르게 나타날 수 있다.
이온 도전성 도펀트(130)가 Br-과 같은 할로겐 음이온을 포함하는 경우 고분자의 양이온과 Br- 사이에 정전기적 인력이 강하게 작용하여 매우 큰 극성 용매에서만 용해될 수 있다.
그러나 이온 도전성 도펀트(130)가 BF4- 또는 PF6-과 같은 불소를 함유하면서 구 형상인 음이온과 결합하는 경우 물에는 녹지 않고 아세톤에는 잘 용해될 수 있으나, 여전히 THF. EtAc(ethylacetate)와 같은 유기 용매에 용해되지 않는다.
또한 이온 도전성 도펀트(130)가 bis(trifluoromethylsulfone) imide (CF3SO2)2N-, bis(pentafluoroethylsulfone) imide, (CF3CF2SO2)2N- 와 같이 편극성을 나타내기 쉬운 비대칭성의 음이온과 결합하는 경우에는 아세톤, THF, EtAc와 같은 유기 용매에 용해가 잘 될 수 있다.
이온 도전성 도펀트(130)가 트리플레이트(Triflate, CF3SO3-) 이온을 포함하는 경우 그 자체적으로 매우 극성을 띄기 때문에 물에는 녹지 않으나, 알코올에 잘 용해되며 아세톤에도 용해될 수 있다.
이러한 이온 도전성 도펀트(130)는 비친수성이 강하기 때문에 비친수성의 가소화 용매(120)에 잘 녹아, 고분자 매트릭스(110) 내에서 양이온과 음이온으로 고르게 분산될 수 있다.
즉, 이온 도전성 도펀트(130)는 고분자 매트릭스(110) 내에서 이온 형태로 고르게 분산되어, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 이온 전도성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이온 도전성 도펀트(130)는 비친수성의 이온성 액체이므로, 이를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)가 외부의 수분에 영향을 받지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 45:45:10 내지 3.33:96.6699:0.0001의 중량비로 고분자 매트릭스(110), 가소화 용매(120) 및 이온 도전성 도펀트(130)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 가소화 용매(120) 및 이온 도전성 도펀트(130)이 1:99 내지 50:50 중량비로 혼합되어 가소화 용매(120)에 이온 도전성 도펀트(130)가 도입될 수 있다.
이온 도전성 도펀트(130)가 도입된 가소화 용매(120)가 상기 중량비보다 많이 포함되는 경우 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)가 투명하지 않을 수 있으며, 형태를 유지하지 못해 자립할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 이온 도전성 도펀트(130)가 도입된 가소화 용매(120)가 상기 중량비보다 적게 포함되는 경우 고분자 매트릭스(110)를 충분히 가소화하지 못하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 신축성이 저하될 수 있다.
또한, 고분자 매트릭스(110) 및 이온 도전성 도펀트(130)가 도입된 가소화 용매(120)는 1:0.01 내지 1:1의 중량비로 혼합되어, 고분자 매트릭스(110) 내에 이온 도전성 도펀트(130)가 도입된 가소화 용매(120)가 함침되고, 이온 도전성 도펀트(130)가 고분자 매트릭스(110) 내에 분산될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 물리적 가교를 가지는 고분자 매트릭스(110)가 가소화되어 결정성을 제한함으로써 투명성을 가질 수 있으며, 이와 더불어 우수한 신축성, 탄성력, 가요성 및 치수 안정성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 가소화 용매(120)에 의해 고분자 매트릭스(110) 내에 이온 도전성 도펀트(130)가 고르게 분산되어, 우수한 이온 전도성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)는 비친수성의 가소화 용매(120) 및 이온 도전성 도펀트(130)를 포함하여, 수분을 흡수하지 않아 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체(100)의 형상을 장기간 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하는 방법을 도 2와 함께 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법은 고분자, 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 양용매에 첨가하여 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조하는 단계(S110) 및 상기 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 건조시켜 상기 고분자에 의해 형성된 고분자 매트릭스를 포함하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하는 단계(S120)를 포함한다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 제조방법은 상술한 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 구성요소를 포함하므로, 중복 설명은 생략하도록 한다.
단계 S110에서 양용매는 상기 고분자, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트를 모두 용해할 수 있어야 하면서, 상온의 대기압 조건 하에서 매우 증기압이 높아서 빠르게 휘발되는 성질을 가질 수 있다.
이에 따라, 단계 S110은 상기 고분자, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트가 고르게 잘 혼합된 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조할 수 있게 된다.
실시예에 따라서, 상기 양용매는 THF(tetrahydrofurane)일 수 있으며, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.
단계 S110에서 고분자는 고분자 매트릭스의 원료가 되는 물질로, 상기 고분자 매트릭스는 고분자가 물리적 가교를 이루면서 형성될 수 있다.
고분자 매트릭스는 가소화 용매에 의해 가소화되어 매우 유동적인 상태가 되고, 가소화된 고분자 매트릭스 사슬들이 서로 물리적으로 엉킴(physical entanglement)을 가지게 되면서 가소화 용매가 물리적으로 엉킨 고분자 매트릭스 내에 함침된다.
이온 도전성 도펀트는 증기압이 매우 낮은 가소화 용매에 녹아 있는 상태로, 가소화 용매보다 증기압이 큰 양용매가 휘발되면서 가소화 용매 내에 분산되어 존재한다.
결과적으로 고분자 매트릭스는 가소화 용매로 인해서 물리적 가교를 이루게 되고, 물리적 가교의 고분자 매트릭스 안에서 이온 도전성 도펀트가 도입된 가소화 용매가 위치하게 되는 것이다.
실시예에 따라서, 고분자는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리피롤, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴클로라이드 (PVdC), 폴리(알킬아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아닐린, 폴리비닐아세테이트, 폴리(에틸비닐아세테이트), 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리메타크릴아마이드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(2-비닐피리딘), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐부티랄, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르에테르케톤, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아민, 폴리우레탄, 폴리프로필렌,폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르술폰, 폴리메틸스티렌, 폴리클로로스티렌, 폴리스티렌술포네이트, 폴리스티렌술포닐 플루오라이드, 멜라민-포름알데히드 수지,나일론, 에폭시 수지, 폴리락타이드, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리디메틸실록산, CYTOPTM, 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 실리콘 수지, 셀룰로오즈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 상기 물질에 제한되는 것은 아니다.
또한, 단계 S110의 가소화 용매는 비친수성으로 고분자 매트릭스를 겔 상태로 가소화시키며, 이온 도전성 도펀트는 비친수성으로 상기 가소화 용매에 의해 이온화되어 고분자의 물리적 가교로 형성된 고분자 매트릭스 내에 분산된다. 상기 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트에 대한 설명은 도 1의 설명에서 상세히 다루었으므로 중복 설명은 생략하도록 한다.
상기 유기 이온 전도성 폴리머 용액은 1:1:0.01 내지 1:20:20의 중량비로 상기 고분자, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트를 포함할 수 있다.
고분자의 양이 너무 적으면 고분자 매트릭스의 물리적 엉킴으로 인한 물리적 가교가 충분히 이루어지지 않아, 제조되는 전도성 폴리머 전도체가 충분한 부피 또는 치수를 가지도록 성형 또는 성막되지 않을 수 있다.
또한, 고분자의 양이 너무 많으면 겔화 과정이 불충분하기 이루어져, 제조되는 전도성 폴리머 전도체의 투명성, 신축성 및 가요성이 저하될 수 있다.
가소화 용매의 양이 너무 적으면 고분자 매트릭스가 충분히 가소화되지 않아, 제조되는 전도성 폴리머 전도체의 신축성 및 가요성이 저하될 수 있다.
또한, 가소화 용매의 양이 너무 많으면 고분자 매트릭스가 과도하게 가소화되어 전도성 폴리머 전도체의 형태 유지가 어려울 수 있다.
단계 S120은 전도성 폴리머 용액을 건조시켜 전도성 폴리머 전도체를 제조하며, 전도성 폴리머 전도체가 특정 형상을 가지도록 전도성 폴리머 용액을 특정 형상의 몰드 내에 주입하여 건조시킬 수 있다.
이에 따라, 단계 S120은 물리적 가교를 가지는 전도성 폴리머 전도체를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 이온 도전성 도펀트의 함량에 따라 다양한 실시예로 제조한 후 특성 및 효과를 평가하였다.
제조예
[제조예 1]
상용 PVC 파우더(Scientific Polymer Prodeucts, Inc. 에서 구입하였다.) 1g 및 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofurane, THF) (대정 화학&금속 사에서 구입) 20mL에 혼합하여 테트라하이드로퓨란에 PVC 파우더가 녹아있는 형태의 PVC 용액을 제조하였다.
상기 PVC 용액, 디부틸아디페이트(Tokyo Chemical Industry 사에서 구입), [EMIM][TFSI](시그마 알드리치 사에서 구입)의 중량비가 1:9:0.03이 되도록 상기 PVC 용액에 디부틸아디페이트와 [EMIM][TFSI]를 각각 9g과 0.01g을 첨가하여 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조하였다.
상기 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 상온에서 4시간 교반시킨 후, 테트라하이드로퓨란을 제거하기 위해서 상온에서 48시간 동안 건조하여 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
[제조예 2]
PVC 용액, 디부틸아디페이트, [EMIM][TFSI]의 중량비가 1:9:0.08이 되도록 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [제조예 1]과 동일한 방법으로 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
[제조예 3]
PVC 용액, 디부틸아디페이트, [EMIM][TFSI]의 중량비가 1:9:0.4가 되도록 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [제조예 1]과 동일한 방법으로 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
[제조예 4]
PVC 용액, 디부틸아디페이트, [EMIM][TFSI]의 중량비가 1:9:0.8이 되도록 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [제조예 1]과 동일한 방법으로 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
[제조예 5]
PVC 용액, 디부틸아디페이트, [EMIM][TFSI]의 중량비가 1:9:1.2가 되도록 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [제조예 1]과 동일한 방법으로 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
[제조예 6]
PVC 용액, 디부틸아디페이트, [EMIM][TFSI]의 중량비가 1:9:1.6이 되도록 유기 이온 전도성 폴리머 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [제조예 1]과 동일한 방법으로 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조하였다.
특성 평가
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 전압 대비 전류를 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 이온 도전성 도펀트인 [EMIM][TFSI]의 함량이 가장 높은 상기 제조예 6의 경우 전압 대비 전류 변화가 비선형적이고, 이온 도전성 도펀트인 [EMIM][TFSI]의 함량이 가장 낮은 상기 제조예 1의 경우 전압 대비 전류 변화가 선형적인 것을 확인할 수 있다.
즉, 이온성 액체인 이온 도전성 도펀트의 함량이 낮을수록 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 전기 전도에 이온 도전성 도펀트가 실질적으로 개입하지 않고, 전자의 이동에 의한 전기 전도인 패러데이 전도(Faradaic conduction)가 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 전기 전도에 주로 기여하는 것을 알 수 있다.
또한, 이온성 액체인 이온 도전성 도펀트의 함량이 높을수록 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 전압 대비 전류 변화가 급격하고 비선형적인 것으로 보아, 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 커패시턴스 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 변형에 대한 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 상기 제조예 1 내지 상기 제조예 6의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 200%의 변형량(strain)까지 저항 변화를 보이는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 스트레인이 인가되어도 전기 전도성을 유지할 수 있어 신축성, 탄성력, 치수 안정성, 가요성이 우수한 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 경과 시간에 따른 저항 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 상기 제조예 1 내지 제조예 6의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 제조한 후 상온 조건에서 방치한 시간에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체의 저항 변화를 측정한 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 제조예 1 내지 제조예 6의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 상온 조건에서 방치한 지 24시간이 경과하였을 때, 가소화 용매의 무게 변화는 약 0.1% 내에 불과한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제조예 1 내지 제조예 6의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체를 상온 조건에서 방치한 지 21일이 경과하여도 가소화 용매의 무게는 약 0.1% 내로 변화한 것을 확인할 수 있다.
종래의 하이드로겔은 함유된 수분이 증발하면서 저항이 증가하나, 상기 제조예 1 내지 제조예 6의 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 시간이 지나도 저항이 거의 변하지 않았으며, 이는 고비점, 비휘발성 및 비친수성의 가소화 용매 및 이온 도전성 도펀트를 사용했기 때문이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체는 가소화 용매가 비휘발성이므로 장기간 동안 고분자 매트릭스를 가소화시키고 이온 도전성 도펀트를 고분자 매트릭스 내에 고르게 분산시킬 수 있어 우수한 내구성을 가지는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체
110: 고분자 매트릭스
120: 가소화 용매
130: 이온 도전성 도펀트

Claims (8)

  1. 고분자 매트릭스;
    상기 고분자 매트릭스 내에 함침되어, 상기 고분자 매트릭스를 겔(gel) 상태로 가소화시키는 가소화 용매; 및
    상기 가소화 용매에 의해 이온화 되어 상기 고분자 매트릭스 내에 분산된 이온 도전성 도펀트
    를 포함하며,
    상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트는 고비점 및 비친수성인 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 물리적 가교를 가지는 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가소화 용매의 증기압은 25℃에서 0.00001mmHg 내지 10mmHg인 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가소화 용매는 디부틸아디페이트(dibutyl adipate) 및 디에틸아디페이트(diethyl adipate)를 포함하는 아디페이트(adipate)계 물질, 아세틸트리부틸사이트레이트(ACETYL TRIBUTYL CITRATE)를 포함하는 사이트레이트(citrate)계 물질, 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)를 포함하는 프탈레이트(phthalates)계 물질, 디부틸세바케이트(dibutyl sebacate)를 포함하는 세바케이트(sebacate)계 물질, 아질레이트(azelates)계 물질, 벤조에이트(benzoates)계 물질, 트리멜리테이트(trimellitates)계 물질, 포스페이트(phosphates)계 물질로 구성되는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이온 도전성 도펀트는 유기 양이온 및, 유기 또는 무기 음이온을 포함하는 비친수성의 이온성 액체인 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이온 도전성 도펀트는 [EMIM][TFSI](1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethyl-sulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoro-methylsulfonyl)imide), [EMIM][PFESI]( 1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [BMIM][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide), [EMP][TFSI](1-Ethyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), [BMP][TFSI](1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 메탄설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium methanesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 도데실벤젠설포네이트(trihexyl (tetradecyl) phosphonium dodecylbenzenesulfonate), 트리헥실 테트라데실 포스포늄 클로라이드(trihexyl (tetradecyl) phosphonium chloride), 테트라부틸 포스포늄 메탄설포네이트(tetrabutyl phosphonium methanesulfonate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리피롤, 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴클로라이드 (PVdC), 폴리(알킬아크릴레이트), 폴리(에틸 아크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아닐린, 폴리비닐아세테이트, 폴리(에틸비닐아세테이트), 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아마이드, 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리메타크릴아마이드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(2-비닐피리딘), 폴리비닐메틸에테르, 폴리비닐부티랄, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르에테르케톤, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아민, 폴리우레탄, 폴리프로필렌,폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리에테르이미드, 폴리설폰, 폴리에테르술폰, 폴리메틸스티렌, 폴리클로로스티렌, 폴리스티렌술포네이트, 폴리스티렌술포닐 플루오라이드, 멜라민-포름알데히드 수지,나일론, 에폭시 수지, 폴리락타이드, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리디메틸실록산, CYTOPTM, 폴리(스티렌-co-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-co-부타디엔), 폴리(스티렌-co-디비닐 벤젠), 폴리(디메틸실록산-co-폴리에틸렌옥사이드), 폴리(에틸-co-비닐 아세테이트), 폴리(락트산-co-글리콜산), 실리콘 수지, 셀룰로오즈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 매트릭스, 상기 가소화 용매 및 상기 이온 도전성 도펀트의 중량비는 45:45:10 내지 3.33:96.6699:0.0001인 것을 특징으로 하는 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체.
KR1020190131982A 2019-10-23 2019-10-23 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법 KR102292189B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190131982A KR102292189B1 (ko) 2019-10-23 2019-10-23 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법
CN202080074884.9A CN115038742A (zh) 2019-10-23 2020-09-01 有机离子导电聚合物凝胶弹性体及其制备方法
US17/771,544 US20220396672A1 (en) 2019-10-23 2020-09-01 Organic ionic conductive polymer gel elastomer and method for preparing same
EP20879743.1A EP4032940A4 (en) 2019-10-23 2020-09-01 ORGANIC IONIC CONDUCTIVE POLYMER GEL ELASTOMER AND METHOD FOR PRODUCING THEREOF
PCT/KR2020/011732 WO2021080159A1 (ko) 2019-10-23 2020-09-01 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190131982A KR102292189B1 (ko) 2019-10-23 2019-10-23 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210048112A true KR20210048112A (ko) 2021-05-03
KR102292189B1 KR102292189B1 (ko) 2021-08-24

Family

ID=75619881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190131982A KR102292189B1 (ko) 2019-10-23 2019-10-23 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220396672A1 (ko)
EP (1) EP4032940A4 (ko)
KR (1) KR102292189B1 (ko)
CN (1) CN115038742A (ko)
WO (1) WO2021080159A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113845751B (zh) * 2021-09-24 2023-04-18 四川大学 一种环氧树脂基电磁屏蔽复合材料及其制备方法和用途
CN113896909A (zh) * 2021-11-22 2022-01-07 广西荣达新材料有限公司 一种导电凝胶材料的制备方法和应用
CN114213789B (zh) * 2021-12-17 2022-11-22 厦门大学 一种硼酸酯聚合物/离子液体复合导电凝胶及其制备方法和应用
CN114753061B (zh) * 2022-04-01 2023-07-04 苏州大学 基于离子液体基的透明聚氨酯薄膜的制备方法
CN115036147A (zh) * 2022-05-23 2022-09-09 南京邮电大学 一种可拉伸线状全凝胶超级电容器及其制备方法
CN115304725B (zh) * 2022-07-26 2023-07-25 中山大学 一种可降解无溶剂离子导电弹性体及其制备方法和应用
CN117024774A (zh) * 2023-06-16 2023-11-10 清华大学 聚电解质凝胶及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130114097A (ko) * 2010-08-20 2013-10-16 로디아 오퍼레이션스 중합체 조성물, 중합체 막, 중합체 겔, 중합체 발포제, 및 이러한 막, 겔, 및 발포제를 포함하는 전자장치
JP5660595B2 (ja) * 2008-02-11 2015-01-28 国立大学法人 東京大学 導電紙とその製造方法、導電性セルロース組成物とその製造方法、物品、電子デバイス
KR20190050595A (ko) * 2017-11-03 2019-05-13 인하대학교 산학협력단 물리 가교된 이온성 젤 및 이의 제조방법
KR20190071489A (ko) 2017-12-14 2019-06-24 광주과학기술원 고분자 조성물, 및 이를 이용한 전도성 및 신축성이 우수한 투명 전도성 고분자 박막, 및 이를 이용한 투명 전극 및 그 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5392669B2 (ja) * 2008-05-02 2014-01-22 国立大学法人信州大学 高分子柔軟アクチュエータ
JP2018055866A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 東レ株式会社 導電性ファイバー、導電性組成物、導電性材料ならびに導電性ファイバーおよび導電性材料の製造方法
JP7246068B2 (ja) * 2017-12-28 2023-03-27 国立大学法人信州大学 光学素子、及び光学素子の作製方法
WO2019131933A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 日東電工株式会社 光学素子、及び光学素子の作製方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5660595B2 (ja) * 2008-02-11 2015-01-28 国立大学法人 東京大学 導電紙とその製造方法、導電性セルロース組成物とその製造方法、物品、電子デバイス
KR20130114097A (ko) * 2010-08-20 2013-10-16 로디아 오퍼레이션스 중합체 조성물, 중합체 막, 중합체 겔, 중합체 발포제, 및 이러한 막, 겔, 및 발포제를 포함하는 전자장치
KR101898499B1 (ko) 2010-08-20 2018-09-13 로디아 오퍼레이션스 중합체 조성물, 중합체 막, 중합체 겔, 중합체 발포제, 및 이러한 막, 겔, 및 발포제를 포함하는 전자장치
KR20190050595A (ko) * 2017-11-03 2019-05-13 인하대학교 산학협력단 물리 가교된 이온성 젤 및 이의 제조방법
KR20190071489A (ko) 2017-12-14 2019-06-24 광주과학기술원 고분자 조성물, 및 이를 이용한 전도성 및 신축성이 우수한 투명 전도성 고분자 박막, 및 이를 이용한 투명 전극 및 그 제조 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
The effects of adding ionic liquids to plasticized PVC gel actuators(International Conference on Mechatronics and Automation August 4-7, 2010, Xi'an, China)* *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021080159A1 (ko) 2021-04-29
CN115038742A (zh) 2022-09-09
EP4032940A1 (en) 2022-07-27
KR102292189B1 (ko) 2021-08-24
EP4032940A4 (en) 2023-09-27
US20220396672A1 (en) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102292189B1 (ko) 유기 이온 전도성 폴리머 겔 탄성체 및 이의 제조방법
Correia et al. Ionic liquid–polymer composites: A new platform for multifunctional applications
Shi et al. Highly stretchable, fast self-healing, and waterproof fluorinated copolymer ionogels with selectively enriched ionic liquids for human-motion detection
Wang et al. Tough ionogels: synthesis, toughening mechanisms, and mechanical properties─ a perspective
Lind et al. Zwitterion-containing ionogel electrolytes
Lim et al. Electric double layer capacitor based on activated carbon electrode and biodegradable composite polymer electrolyte
Kataoka et al. Highly conductive ionic-liquid gels prepared with orthogonal double networks of a low-molecular-weight gelator and cross-linked polymer
Tomé et al. Emerging iongel materials towards applications in energy and bioelectronics
Mohanta et al. Stretchable electrolytes for stretchable/flexible energy storage systems–Recent developments
Hwang et al. Star-shaped block copolymers: Effective polymer gelators of high-performance gel electrolytes for electrochemical devices
JP2001255298A (ja) 電気化学的な参照電極およびその使用
JP2022108284A (ja) 電気活性親水性バイオポリマー
EP1712579A1 (en) Filmy object of conductive polymer
JP7471773B2 (ja) 改善された親水性組成物
Yu et al. Solvent-cast solid electrolyte membranes based on a charged rigid-rod polymer and ionic liquids
Zhou et al. High-strength, stretchable, and self-recoverable copolymer-supported deep eutectic solvent gels based on dense and dynamic hydrogen bonding for high-voltage and safe flexible supercapacitors
Mredha et al. Tardigrade-inspired extremotolerant glycerogels
KR102026621B1 (ko) 이중 가교 고분자 네트워크 및 이온성 액체를 포함하는 겔 전해질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치
Alias et al. Effect of Salt Concentration and Humidity on the Ionic Conductivity of Poly (vinylidene fluoride–hexafluoropropylene)(PVdF-HFP)
DE102015118581A1 (de) Ionenselektive potentiometrische Messkette
EP3660868B1 (en) Electrically controllable device and method
JP5946299B2 (ja) コロッサル誘電性を持つゲル状ポリマーデバイス及びその製造方法
Salsamendi et al. Polymeric ion gels: preparation methods, characterization, and applications
Wu et al. Extremely Tough and Stretchable Hydrophobic Deep Eutectic Solvent-Based Gels with Strong Adhesion and Moisture Resistance for Wearable Strain Sensors
EP4245797A1 (en) Autonomous self-healing, transparent, electrically conducting elastomer and method of making the same

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant