KR20210151328A - Transparent porous polysiloxane substrate and the method preparing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a transparent porous polysiloxane substrate and a method for manufacturing the same. Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing a transparent porous polysiloxane substrate easily and economically, by using an organic solvent with excellent affinity for both water and a siloxane-based prepolymer. More specifically, the present invention relates to a transparent porous polysiloxane substrate that has closed pores with a uniform diameter distribution by controlling the average diameter of the closed pores, and thus has high light transmittance in the visible light range, and to a method for manufacturing the same.

Description

다공성 투명 실록산계 중합체 기판 및 이의 제조방법{TRANSPARENT POROUS POLYSILOXANE SUBSTRATE AND THE METHOD PREPARING THE SAME}Porous transparent siloxane-based polymer substrate and manufacturing method thereof

본 발명은 다공성 투명 실록산계 중합체 기판 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 물과 실록산계 예비중합체와의 친화성이 우수한 유기용매를 이용하여 쉽고 경제적으로 다공성 투명 실록산계 중합체 기판을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 가시광 범위에서 높은 광투과도를 가질 수 있도록 닫힌 기공의 평균직경이 제어되고 균일한 직경분포의 닫힌 기공을 가지는 다공성 투명 실록산계 중합체 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a porous transparent siloxane-based polymer substrate and a method for manufacturing the same, and to a method for easily and economically manufacturing a porous transparent siloxane-based polymer substrate using an organic solvent having excellent affinity between water and a siloxane-based prepolymer. . More specifically, it relates to a porous transparent siloxane-based polymer substrate having closed pores having a uniform diameter distribution and controlled average diameter of closed pores so as to have high light transmittance in the visible light range, and a method for manufacturing the same.

고분자 내부에 많은 기공을 포함하는 다공성 고분자는 기공이 없는 고분자에 비해 유연성과 신축성 등이 우수하여 전자소자, 바이오 소재, 분자 진단용 센서, 분리막 등의 재료로 연구가 활발히 이루어지고 있다.Porous polymers with many pores inside the polymer have superior flexibility and elasticity compared to polymers without pores, so research is being actively conducted as materials for electronic devices, biomaterials, molecular diagnostic sensors, and separators.

이 중, 전자 소자분야인 스마트 윈도우의 광학 필름에 적용할 수 있는 재료로써, 외부 자극인 전기, 열, 빛 등을 이용하여 가시광 투과율을 조절할 수 있는 재료에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있으며, 이 중 다공성 폴리디메틸실록산이 그 후보로서 주목 받고 있다.Among them, as a material applicable to the optical film of a smart window, which is an electronic device field, research on materials that can control the visible light transmittance using external stimuli such as electricity, heat, light, etc. are being actively researched. Porous polydimethylsiloxane is attracting attention as a candidate.

다공성 폴리디메틸실록산(PDMS)은 가격이 저렴하며, 독성이 없고 비인화성이며 탄성력이 크고 유연하다. 또한, -50 내지 200 ℃에서 열적으로 안정하고, 굴곡진 표면을 따라 쉽게 변형이 가능한 높은 기계적 특성을 가지고 있기 때문에 전자 소자 분야에 적용가능한 다공성 고분자 중 하나로 연구되고 있다.Porous polydimethylsiloxane (PDMS) is inexpensive, non-toxic, non-flammable, elastic and flexible. In addition, it is being studied as one of the porous polymers applicable to the field of electronic devices because it is thermally stable at -50 to 200 °C and has high mechanical properties that can be easily deformed along a curved surface.

그러나, 이러한 다공성 폴리디메틸실록산을 스마트 윈도우 분야에 적용되기 위해서는 기공의 형태, 기공의 직경 및 기공 직경의 분포를 제어함으로써, 가시광 투과율을 향상시켜야 한다는 과제를 안고 있다.However, in order to apply the porous polydimethylsiloxane to the smart window field, it is necessary to improve the visible light transmittance by controlling the shape of the pores, the diameter of the pores, and the distribution of the pore diameters.

다공성 폴리디메틸실록산의 제조방법으로서, 발포제를 사용하는 방법, 에멀젼(emulsion) 시스템을 사용하는 방법 및 공용매 시스템을 사용하는 방법이 제안되어 있다.As a method for producing porous polydimethylsiloxane, a method using a blowing agent, a method using an emulsion system, and a method using a cosolvent system have been proposed.

발포제를 사용하는 방법은 무작위적인 기포의 발생에 의해 폴리디메틸실록산 기재 내에 기공을 무작위적으로 형성하는 방법으로서, 발포제의 함량에 따라 기공의 부피를 조절할 수 있다. 상기 방법은 비교적 단순한 공정을 사용함에 따라 높은 경제성 및 생산성을 가지지만 기공의 형태, 직경 및 분포를 제어할 수 없다는 단점을 가진다.The method of using a foaming agent is a method of randomly forming pores in a polydimethylsiloxane substrate by the generation of random cells, and the volume of the pores can be adjusted according to the content of the foaming agent. The method has high economic efficiency and productivity by using a relatively simple process, but has the disadvantage that the shape, diameter and distribution of pores cannot be controlled.

에멀젼 시스템을 사용하는 방법은 폴리디메틸실록산에 대해 가용화력을 가진 양용매(good solvent)와 폴리디메틸실록산에 대해 가용화력이 없고 동시에 양용매와 혼화성을 가지지 않는 비용매(non-solvent)를 혼합하여, 상기 용매가 분산상을 이루고 양용매와 폴리디메틸실록산이 연속상을 이루는 특성을 이용한 것이다. 이러한 에멀젼 시스템은 다시 계면활성제(유화제)를 사용하는 방법과 계면활성제(유화제)를 사용하지 않는 방법으로 크게 나누어질 수 있다.In the method of using the emulsion system, a good solvent having a solubilizing power for polydimethylsiloxane and a non-solvent having no solubilizing power for polydimethylsiloxane and not having miscibility with a good solvent at the same time are mixed. Thus, the solvent forms a dispersed phase and the good solvent and polydimethylsiloxane form a continuous phase. This emulsion system can be roughly divided into a method using a surfactant (emulsifier) and a method not using a surfactant (emulsifier) again.

계면활성제를 사용하는 에멀젼 시스템은 양용매, 계면활성제, 폴리디메틸실록산 및 비용매를 혼합하고, 적절한 혼합장치를 통해 기계적으로 분산하여 비용매를 양용매와 폴리디메틸실록산으로 이루어지는 연속상 내에 미세하게 분산시켜 불투명 또는 반투명한 에멀젼을 형성한다. 상기 에멀젼에서 후속적으로 양용매와 비용매를 제거함으로써 비용매가 차지하던 부피는 기공으로 전환되어 다공성 폴리디메틸실록산이 제조된다. 상기 방법은 자유에너지(Gibb’s free energy)를 최소화하기 위해 에멀젼의 계면에 계면활성제가 위치하여 분산상이 높은 콜로이드 안정성을 가지는 장점을 가진다. 그러나 분산상의 입경이 열역학적으로 제어되기보다 기계적 교반장치의 에너지에 따라 조절되기 때문에 기공의 직경과 분포를 제어하기가 쉽지 않고, 기재 내에 계면활성제가 함입되어 있어 계면활성제를 기재로부터 제거하기가 실질적으로 불가능하다는 단점을 가진다.An emulsion system using a surfactant mixes a good solvent, a surfactant, polydimethylsiloxane and a nonsolvent, and mechanically disperses the nonsolvent through an appropriate mixing device to finely disperse the nonsolvent in the continuous phase composed of the good solvent and polydimethylsiloxane. to form an opaque or translucent emulsion. By subsequently removing the good solvent and the non-solvent from the emulsion, the volume occupied by the non-solvent is converted into pores to prepare porous polydimethylsiloxane. The method has the advantage that the dispersed phase has high colloidal stability because the surfactant is located at the interface of the emulsion to minimize Gibb's free energy. However, since the particle size of the dispersed phase is controlled according to the energy of the mechanical stirring device rather than thermodynamically, it is not easy to control the diameter and distribution of the pores, and the surfactant is embedded in the substrate, so it is practically difficult to remove the surfactant from the substrate. The downside is that it's impossible.

이러한 단점을 해소하기 위해, 계면활성제를 포함하지 않고 양용매와 비용매를 사용하는 방법이 제안되어 있으나, 계면이 매우 높은 자유에너지를 가지기 때문에 분산상끼리 쉽게 합일 현상이 발생하고, 매우 낮은 콜로이드 안정성을 가지기 때문에 100 ㎛ 이하의 평균직경을 가지는 기공을 형성하기가 어려울 뿐만 아니라 기공의 직경과 분포를 재연성 있게 제어하기가 불가능하다는 단점을 가진다.In order to solve this drawback, a method of using a good solvent and a non-solvent without including a surfactant has been proposed. However, since the interface has a very high free energy, the dispersed phases easily coalesce, and very low colloidal stability. Therefore, it is difficult to form pores having an average diameter of 100 μm or less, and it is difficult to reproducibly control the diameter and distribution of pores.

전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 물과 케톤계 유기용매를 사용하여 다공성 폴리디메틸실록산을 제조하는 방법이 제안되었다. 그러나 케톤계 유기용매를 사용하는 방법 역시 닫힌 기공의 평균직경과 분포를 제어하기 어렵고, 이에 따라 가시광에서의 광투과도가 낮은 한계가 있다. 따라서 닫힌 기공의 평균 직경 및 분포를 제어하여 가시광에서의 광투과도를 상승시킬 수 있는 다공성 투명 폴리디메틸실록산의 제조방법에 대한 개발이 요구되고 있다.In order to solve the problems described above, a method for preparing porous polydimethylsiloxane using water and a ketone-based organic solvent has been proposed. However, the method using the ketone-based organic solvent also has difficulty controlling the average diameter and distribution of closed pores, and thus has a low light transmittance in visible light. Therefore, there is a need for development of a method for preparing a porous transparent polydimethylsiloxane capable of increasing the light transmittance in visible light by controlling the average diameter and distribution of closed pores.

대한민국등록특허공보 제10-1670232호(2016.10.24)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1670232 (2016.10.24)

본 발명의 과제는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 닫힌 기공의 평균직경 및 기공의 직경 분포를 균일하게 제어하여 가시광에서의 광투과도가 향상된 신규한 다공성 투명 실록산계 중합체 기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 종래 기술 대비 작고 균일한 평균직경의 닫힌 기공을 가지며, 이에 따라 상기 닫힌 기공은 빛이 투과하는데 걸리는 경로를 감소시켜 400 내지 700 nm의 가시광에서 광투과도를 현저하게 향상시킬 수 있는 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a novel porous transparent siloxane-based polymer substrate with improved light transmittance in visible light by uniformly controlling the average diameter of closed pores and the diameter distribution of pores, and a method for manufacturing the same, in order to solve the above problems will provide Specifically, it has closed pores of smaller and uniform average diameter compared to the prior art, and thus the closed pores reduce the path taken for light to pass through, thereby remarkably improving light transmittance in visible light of 400 to 700 nm. To provide a method for manufacturing a siloxane-based polymer substrate.

본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체의 제조방법은 a) 물 및 C3 내지 C4의 알코올을 혼합한 혼합용액과, 실록산계 예비중합체를 혼합하여 반응액을 제조하는 단계; 및 b) 상기 반응액을 경화하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a porous transparent siloxane-based polymer according to the present invention comprises the steps of: a) preparing a reaction solution by mixing a mixed solution of water and a C3 to C4 alcohol, and a siloxane-based prepolymer; and b) curing the reaction solution; It is characterized in that it includes.

상기 C3 내지 C4의 알코올은 1-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, tert-부탄올, sec-부탄올 또는 이소부탄올인 것일 수 있다.The C3 to C4 alcohol may be 1-propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol, sec-butanol or isobutanol.

상기 물은 1 내지 10 중량%, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 1 내지 30 중량%, 상기 실록산계 예비중합체는 60 내지 98 중량%로 포함되는 것일 수 있다.The water may be included in an amount of 1 to 10 wt%, the C3 to C4 alcohol in an amount of 1 to 30 wt%, and the siloxane-based prepolymer in an amount of 60 to 98 wt%.

본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판은 400 내지 700 nm의 가시광에서 광투과도가 70% 이상이며, 복수개의 닫힌 기공을 포함하는 것을 특징으로 한다.The porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention has a light transmittance of 70% or more in visible light of 400 to 700 nm, and includes a plurality of closed pores.

상기 복수개의 닫힌 기공은 평균직경이 0.1 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.The plurality of closed pores may have an average diameter of 0.1 to 10 μm.

본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판은 닫힌 기공의 평균직경 및 기공의 직경 분포가 균일하여 가시광에서의 광투과도가 현저히 향상된 효과를 가진다. 상세하게, 본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체는 종래 기술 대비 작고 균일한 평균직경의 닫힌 기공을 가지며, 이에 따라 상기 닫힌 기공은 빛이 투과하는데 걸리는 경로를 감소시켜 400 내지 700 nm의 가시광에서 광투과도가 현저하게 향상될 수 있다.The porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention has the effect of remarkably improved light transmittance in visible light because the average diameter of the closed pores and the diameter distribution of the pores are uniform. In detail, the porous transparent siloxane-based polymer according to the present invention has closed pores having a smaller and uniform average diameter compared to the prior art, and thus the closed pores reduce the path taken for light to pass through, thereby reducing light in the visible light range of 400 to 700 nm. The transmittance can be significantly improved.

또한, 본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법은 기공의 평균직경 및 분포가 속도론적으로 제어(kinetically-controlled)되지 않고 열역학적으로 제어됨에 따라 재연성이 높고 다공성 투명 실록산계 중합체 기판에 함입되는 기공의 평균직경이 작고 기공의 분포가 균일하다는 장점을 가진다.In addition, in the method of manufacturing a porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention, the average diameter and distribution of pores are not kinetically-controlled, but thermodynamically controlled, and thus have high reproducibility and are incorporated into the porous transparent siloxane-based polymer substrate. It has the advantage that the average diameter of the pores to be formed is small and the distribution of the pores is uniform.

또한, 본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법은 간단한 공용매 시스템을 이용함에 따라, 용매의 증발 공정을 통해 간단하고 경제적으로 다공성 투명 실록산계 중합체 기판에 제조될 수 있는 장점을 가진다.In addition, the method for manufacturing a porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention has an advantage in that it can be easily and economically prepared on a porous transparent siloxane-based polymer substrate through a solvent evaporation process by using a simple co-solvent system.

도 1은 (a) 실시예 4, (b) 비교예 2, (c) 비교예 1에 따라 제조된 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 단면을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 2는 (a) 비교예 5, (b) 비교예 2, (d) 비교예 4, (d) 실시예 4에 따라 제조된 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 단면을 주사 전자 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 3은 이소프로판올 함량에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 400 내지 700 ㎚에서 광투과도의 변화를 나타낸 도면이다. IPA 0은 비교예 1, PDMS는 비교예 3, IPA 1은 실시예 1, IPA 2는 실시예 2, IPA 5는 실시예 3, IPA 10은 실시예 4를 의미한다.
도 4는 (a) 비교예 3, (b) 비교예 1, (c) 실시예 1, (d) 실시예 3, (e) 실시예 4에 따라 제조된 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 접촉각 측정 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a photograph taken with a scanning electron microscope of a cross section of a porous transparent siloxane-based polymer substrate prepared according to (a) Example 4, (b) Comparative Example 2, and (c) Comparative Example 1. FIG.
2 is a photograph taken with a scanning electron microscope of a cross section of a porous transparent siloxane-based polymer substrate prepared according to (a) Comparative Example 5, (b) Comparative Example 2, (d) Comparative Example 4, and (d) Example 4; to be.
3 is a view showing the change in light transmittance at 400 to 700 nm of the porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the content of isopropanol. IPA 0 means Comparative Example 1, PDMS means Comparative Example 3, IPA 1 means Example 1, IPA 2 means Example 2, IPA 5 means Example 3, and IPA 10 means Example 4.
4 is a view showing the contact angle measurement of the porous transparent siloxane-based polymer substrate prepared according to (a) Comparative Example 3, (b) Comparative Example 1, (c) Example 1, (d) Example 3, (e) Example 4; A drawing showing the results.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail. However, the following specific examples or examples are only a reference for describing the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.

또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The terminology used in the description herein is for the purpose of effectively describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Also, the singular forms used in the specification and appended claims may also be intended to include the plural forms unless the context specifically dictates otherwise.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Also, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 발명에서 사용되는 용어 '실록산계 예비중합체'는 실록산계 반복단위를 포함하는 중합체로서, 경화되기 전의 실록산계 중합체를 의미한다.As used herein, the term 'siloxane-based prepolymer' is a polymer including siloxane-based repeating units, and refers to a siloxane-based polymer before curing.

본 발명의 발명자들은 공용매 시스템을 사용하여 다공성 실록산계 중합체 기판을 제조하는 방법의 연구를 개량하여 가시광영역에서 광투과도를 향상시킬 수 있는 새로운 제조방법에 대한 연구를 심화하였다. 그러던 중, 특정한 종류의 알코올과 물의 공용매 시스템을 사용하여 다공성 실록산계 중합체 기판을 제조하였을 경우, 물과 실록산계 예비중합체 모두에 친화성을 가져 혼합에 요구되는 시간과 에너지를 감소할 수 있을 뿐만 아니라 균일하게 혼합할 수 있음을 발견하였다. 더욱이, 상기 알코올과 물의 공용매 시스템을 사용하여 제조하는 경우, 종래의 제조방법보다 실록산계 중합체 내부에 형성되는 닫힌 기공의 평균직경이 훨씬 작게 형성되며 기공의 분포가 균일하여, 이에 따라 빛이 투과하는 경로가 감소함으로써 광투과도가 상승하는 현저한 효과가 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have improved research on a method for manufacturing a porous siloxane-based polymer substrate using a co-solvent system, and have deepened research on a new manufacturing method capable of improving light transmittance in the visible light region. Meanwhile, when a porous siloxane-based polymer substrate is prepared using a co-solvent system of a specific type of alcohol and water, it has affinity for both water and the siloxane-based prepolymer, thereby reducing the time and energy required for mixing. However, it was found that the mixture can be uniformly mixed. Moreover, in the case of manufacturing using the alcohol and water co-solvent system, the average diameter of the closed pores formed inside the siloxane-based polymer is much smaller than that of the conventional manufacturing method, and the distribution of pores is uniform, so that light is transmitted The present invention was completed by discovering that there is a remarkable effect of increasing the light transmittance by decreasing the path.

이하는 본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체의 제조방법은 a) 물 및 C3 내지 C4의 알코올을 혼합한 혼합용액과, 실록산계 예비중합체를 혼합하여 반응액을 제조하는 단계; 및 b) 상기 반응액을 경화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing a porous transparent siloxane-based polymer according to the present invention comprises the steps of: a) preparing a reaction solution by mixing a mixed solution of water and a C3 to C4 alcohol, and a siloxane-based prepolymer; and b) curing the reaction solution.

먼저, a) 물 및 C3 내지 C4의 알코올을 혼합한 혼합용액과, 실록산계 예비중합체를 혼합하여 반응액을 제조하는 단계에 대하여 자세하게 설명한다.First, the step of a) preparing a reaction solution by mixing a mixed solution of water and a C3 to C4 alcohol with a siloxane-based prepolymer will be described in detail.

알코올 중 C3 내지 C4의 알코올은 물과 실록산계 예비중합체 모두에 친화적인 용매로서, 물과 실록산계 예비중합체 사이의 혼화성을 높여 혼합에 요구되는 시간과 에너지를 감소시킬 수 있다Among alcohols, C3 to C4 alcohols are solvents that are friendly to both water and the siloxane-based prepolymer, and can increase the miscibility between water and the siloxane-based prepolymer to reduce the time and energy required for mixing.

상기 C3 내지 C4의 알코올은 구체적으로 1-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, tert-부탄올, sec-부탄올 또는 이소부탄올일 수 있다. 상기와 같은 종류의 알코올은 메탄올, 에탄올 또는 C5 이상의 알코올을 사용하는 것보다 실록산계 예비중합체를 물과 알코올 공용매에 고르게 용해 또는 분산시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 친수성이 강하여 소수성인 실록산계 예비중합체의 소수성을 약하게 하여, 물과 혼화성을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한 상기 C3 내지 C4의 알코올의 탄화수소 쇄를 통해 일정한 수준의 계면활성을 가짐으로써 실록산계 예비중합체 연속상 내부에 물방울이 작고 균일하며, 넓게 분산될 수 있도록 할 수 있다. 그에 반해, 에탄올은 탄화수소 쇄가 너무 짧아 실록산계 예비중합체 연속상 내부에 물방울을 균일하고 넓게 분산시킬 수 없고, C5 이상의 알코올은 쇄의 길이가 너무 길어 오히려 작고 균일한 물방울을 형성하지 못한다.Specifically, the C3 to C4 alcohol may be 1-propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol, sec-butanol or isobutanol. The above type of alcohol may uniformly dissolve or disperse the siloxane-based prepolymer in water and an alcohol cosolvent, rather than using methanol, ethanol, or C5 or higher alcohol. Specifically, the C3 to C4 alcohol has strong hydrophilicity, thereby weakening the hydrophobicity of the hydrophobic siloxane-based prepolymer, thereby improving miscibility with water. In addition, by having a certain level of surface activity through the hydrocarbon chain of the C3 to C4 alcohol, small, uniform, and widely dispersed water droplets in the continuous phase of the siloxane-based prepolymer can be made. On the other hand, in ethanol, the hydrocarbon chain is too short to uniformly and widely disperse water droplets in the continuous phase of the siloxane-based prepolymer, and alcohols of C5 or higher have too long chains to form small and uniform water droplets.

상기 실록산계 예비중합체는 주쇄 또는 측쇄에 하나 이상의 반응성 관능기를 포함하며, 지방족 폴리실록산, 방향족 폴리실록산 또는 지방족기와 방향족기를 하나의 반복단위 내에 모두 포함하거나 독립적으로 각각 포함하는 실록산 반복단위를 포함하는 폴리실록산 예비중합체일 수 있다. 바람직하게 상기 실록산계 예비중합체는 상온에서 액상일 수 있다.The siloxane-based prepolymer includes at least one reactive functional group in a main chain or side chain, and includes aliphatic polysiloxane, aromatic polysiloxane, or siloxane repeating units each independently comprising an aliphatic group and an aromatic group in one repeating unit. A polysiloxane prepolymer comprising can be Preferably, the siloxane-based prepolymer may be liquid at room temperature.

반응성 관능기로는 중합성 관능기로서 비닐기 또는 아크릴기일 수 있다. 예비중합체의 구체적인 일 예로 폴리디메틸실록산, 폴리디에틸실록산, 폴리메틸에틸실록산, 폴리디메틸실록산-co-디에틸실록산, 폴리디메틸실록산-co-에틸메틸실록산 등에서 선택될 수 있으며, 방향족 폴리실록산은 폴리디페닐실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리에틸페닐실록산, 폴리(디메틸실록산-co-디페닐실록산) 등에서 선택될 수 있다. 지방족기와 방향족기를 하나의 반복단위 내에 모두 포함하거나 독립적으로 각각 포함하는 실록산 반복단위를 포함하는 폴리실록산은 상기 예시된 지방족 실록산의 반복단위 및 방향족 실록산의 반복단위를 모두 포함하거나, 상기 예시된 지방족 치환기와 상기 예시된 방향족 치환기가 하나의 반복단위 내에 위치하는 실리콘 원소에 각각 결합된 형태를 의미하는 것일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. The reactive functional group may be a vinyl group or an acrylic group as a polymerizable functional group. Specific examples of the prepolymer may be selected from polydimethylsiloxane, polydiethylsiloxane, polymethylethylsiloxane, polydimethylsiloxane-co-diethylsiloxane, polydimethylsiloxane-co-ethylmethylsiloxane, and the like, and the aromatic polysiloxane is polydiethylsiloxane. phenylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polyethylphenylsiloxane, poly(dimethylsiloxane-co-diphenylsiloxane), and the like. The polysiloxane comprising a siloxane repeating unit including both an aliphatic group and an aromatic group in one repeating unit or each independently includes both the repeating unit of the aliphatic siloxane and the repeating unit of the aromatic siloxane as illustrated above, or the aliphatic substituent and The aromatic substituents exemplified above may mean a form in which each is bonded to a silicon element positioned within one repeating unit, but is not limited thereto.

특히, 상기 예시들 중, 폴리디메틸실록산을 사용하는 경우, 친수성이 강한 상기 C3 내지 C4의 알코올이 상기 폴리디메틸실록산의 소수성을 효과적으로 감소시켜, 물 및 상기 C3 내지 C4의 알코올과 균일하게 혼합될 수 있다. 이에 따라 내부에 물방울이 작고 균일하게 형성되어 경화 시 수 ㎛의 평균직경, 구체적으로 0.1 내지 10 ㎛의 평균직경을 갖는 복수개의 닫힌 기공을 제조할 수 있어 더욱 선호된다.In particular, among the above examples, when polydimethylsiloxane is used, the C3 to C4 alcohol with strong hydrophilicity effectively reduces the hydrophobicity of the polydimethylsiloxane, so that it can be uniformly mixed with water and the C3 to C4 alcohol. have. Accordingly, small and uniform water droplets are formed therein, so that upon curing, a plurality of closed pores having an average diameter of several μm, specifically, an average diameter of 0.1 to 10 μm can be manufactured, which is more preferred.

상기 실록산계 예비중합체는 가교제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 가교제는 다관능성 유기 가교제, Si-O 결합을 함유하는 실록산계 경화제 또는 Si-N 결합을 함유하는 오르가노실라잔계(organosilazane) 경화제 등을 사용할 수 있으며, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 비 한정적인 일 구체예로, -(RaHSiO)-기가 포함된 지방족 또는 방향족 폴리실록산일 수 있다. Ra는 지방족기 또는 방향족기일 수 있으며, 지방족기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기일 수 있으며, 방향족기로는 페닐기 또는 나프틸기일 수 있고, 상기 치환기는 가교반응에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 다른 치환기로 치환되거나 또는 비치환될 수 있으나 이는 일 구체예일 뿐 탄소수 및 치환기의 종류는 제한되지 않는다. 비 한정적인 일 구체예로, 폴리메틸하이드로젠실록산[(CH3)3SiO(CH3HSiO)xSi(CH3)3], 폴리디메틸실록산[(CH3)2HSiO((CH3)2SiO)xSi(CH3)2H], 폴리페닐하이드로젠실록산[(CH3)3SiO(PhHSiO)xSi(CH3)3] 또는 폴리디페닐실록산[(CH3)2HSiO((Ph)2SiO)xSi(CH3)2H] 등일 수 있으며, 이때, 부가형 실리콘계 예비중합체에 함유된 비닐기의 숫자에 따라 Si-H의 함량을 조절하는 것이 바람직하며, 일 예로 x는 1 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 2 내지 10일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The siloxane-based prepolymer may include a crosslinking agent. The crosslinking agent may be a polyfunctional organic crosslinking agent, a siloxane-based curing agent containing a Si-O bond, or an organosilazane-based curing agent containing a Si-N bond, but is not limited thereto. As a non-limiting example, it may be an aliphatic or aromatic polysiloxane containing -(RaHSiO)-group. Ra may be an aliphatic group or an aromatic group, the aliphatic group may be a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, and the aromatic group may be a phenyl group or a naphthyl group, and the substituent is substituted with another substituent within a range that does not affect the crosslinking reaction. It may be or may be unsubstituted, but this is only an example and the number of carbon atoms and types of substituents are not limited. In one non-limiting embodiment, polymethylhydrogensiloxane [(CH3)3SiO(CH3HSiO)xSi(CH3)3], polydimethylsiloxane [(CH3)2HSiO((CH3)2SiO)xSi(CH3)2H], poly It may be phenylhydrogensiloxane [(CH3)3SiO(PhHSiO)xSi(CH3)3] or polydiphenylsiloxane [(CH3)2HSiO((Ph)2SiO)xSi(CH3)2H], and in this case, the addition-type silicone-based prepolymer It is preferable to control the content of Si-H according to the number of vinyl groups contained therein, and for example, x may be 1 or more, and more preferably 2 to 10, but is not limited thereto.

구체적으로, 상기 반응액을 제조하는 단계는 상기 C3 내지 C4 알코올이 물과 실록산계 예비중합체의 혼화성을 향상시켜서 실록산계 예비중합체의 내부에 크기가 작은 물방울이 균일하게 분산될 수 있도록 하는 단계이다. 또한, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 탄화수소 쇄를 가진 화합물로서, 물방울이 상기 실록산계 예비중합체에 균일하고 넓게 분산되도록 하여 경화 시, 균일하고 넓게 분포된 닫힌 기공을 형성할 수 있도록 한다.Specifically, preparing the reaction solution is a step in which the C3 to C4 alcohol improves the miscibility of water and the siloxane-based prepolymer so that small water droplets can be uniformly dispersed in the siloxane-based prepolymer. . In addition, the C3 to C4 alcohol is a compound having a hydrocarbon chain, so that water droplets are uniformly and widely dispersed in the siloxane-based prepolymer to form uniformly and widely distributed closed pores upon curing.

반응액 총 중량중 물은 1 내지 10 중량%, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 1 내지 30 중량%, 상기 실록산계 예비중합체는 60 내지 98 중량%일 수 있다. 바람직하게, 물은 1 내지 6 중량%, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 5 내지 25 중량%, 상기 실록산계 예비중합체는 70 내지 94 중량%로 포함될 수 있다.Of the total weight of the reaction solution, 1 to 10% by weight of water, 1 to 30% by weight of the C3 to C4 alcohol, and 60 to 98% by weight of the siloxane-based prepolymer. Preferably, the water may be included in an amount of 1 to 6 wt%, the C3 to C4 alcohol in an amount of 5 to 25 wt%, and the siloxane-based prepolymer in an amount of 70 to 94 wt%.

상기 혼합용액에서 물과 C3 내지 C4의 알코올의 중량비가 1 : 0.01 내지 10, 좋게는 1 : 0.02 내지 5, 보다 좋게는 1 : 0.05 내지 4로 포함될 수 있다. 상기 반응액은 상기 혼합용액과 상기 실록산계 예비중합체의 중량비가 1 : 2 내지 30, 좋게는 1 : 5 내지 20으로 포함되는 것일 수 있다.In the mixed solution, the weight ratio of water and C3 to C4 alcohol may be 1: 0.01 to 10, preferably 1: 0.02 to 5, and more preferably 1: 0.05 to 4. In the reaction solution, a weight ratio of the mixed solution and the siloxane-based prepolymer may be 1: 2 to 30, preferably 1: 5 to 20.

혼합용액 중 알코올의 중량비가 증가할수록 기공의 평균직경이 감소하고 보다 균일한 직경 분포의 기공을 가질 수 있는 점에서 알코올의 중량이 물과 동일하거나 많은 양을 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 이때 물과 C3 내지 C4의 알코올의 중량비는 1 : 1 내지 4, 좋게는 1 : 1 내지 2의 중량비를 가질 수 있으나 상기 수치범위에 제한받지 않는다.As the weight ratio of the alcohol in the mixed solution increases, the average diameter of the pores decreases and it may be preferable to use the same or a larger amount of the alcohol as the water in that the average diameter of the pores decreases and the pores can have a more uniform diameter distribution. The weight ratio of the C3 to C4 alcohol may be 1:1 to 4, preferably 1:1 to 2, but is not limited to the above numerical range.

상기 물 및 C3 내지 C4의 알코올을 혼합한 혼합용액과 실록산계 예비중합체를 혼합하는 방법으로는 통상적으로 액체를 혼합할 때 사용하는 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 그 예로는 호모믹서, 초음파 교반기, 마그네틱 교반기, 오버헤드 스터러와 같은 기계식 교반기 등을 들 수 있다. 상기 기계식 교반기를 사용하는 경우, 15 내지 30 ℃에서 100 내지 2,000 rpm, 좋게는 300 내지 1,000 rpm으로 0.5 내지 30분, 좋게는 0.5 내지 20분 동안 교반하여 혼합하여 반응액을 제조할 수 있으나 이에 제한받지 않는다.As a method of mixing the mixed solution obtained by mixing water and C3 to C4 alcohol with the siloxane-based prepolymer, a known method commonly used for mixing a liquid may be used, and examples include a homomixer, an ultrasonic stirrer, and mechanical stirrers such as magnetic stirrers and overhead stirrers. When using the mechanical stirrer, the reaction solution can be prepared by stirring at 15 to 30 ° C. at 100 to 2,000 rpm, preferably at 300 to 1,000 rpm for 0.5 to 30 minutes, preferably for 0.5 to 20 minutes, to prepare a reaction solution. do not receive

다음으로, b) 상기 반응액을 경화하는 단계에 대하여 구체적으로 설명한다. 상기 반응액을 경화하는 방법은 통상적으로 실록산계 중합체를 경화할 때 사용하는 방법이라면 모두 가능하며, 예를 들어, 고온 열경화, 상온경화, 자외선경화, 초음파경화 등을 들 수 있다. 상기 고온 열경화 시, 상기 반응액을 몰드에 붓고 60 내지 100 ℃, 좋게는 70 내지 90 ℃의 오븐에서 0.1 내지 5 시간, 좋게는 0.3 내지 2 시간 동안 경화시킬 수 있다. 상기 반응액을 경화하는 단계는 물과 C3 내지 C4의 알코올로 상기 실록산계 중합체 내부에 형성되어 있던 물방울이 증발되도록 하면서 닫힌 기공을 형성할 수 있도록 한다.Next, the step of b) curing the reaction solution will be described in detail. The method of curing the reaction solution may be any method generally used for curing the siloxane-based polymer, and for example, high temperature thermosetting, room temperature curing, ultraviolet curing, ultrasonic curing, etc. may be used. During the high-temperature thermosetting, the reaction solution may be poured into a mold and cured in an oven at 60 to 100° C., preferably at 70 to 90° C., for 0.1 to 5 hours, preferably 0.3 to 2 hours. In the curing of the reaction solution, water and a C3 to C4 alcohol allow the water droplets formed inside the siloxane-based polymer to evaporate while forming closed pores.

상기와 같이 경화하는 과정을 거친 후, 15 내지 30 ℃에서 0.5 내지 10 시간, 좋게는 0.5 내지 5 시간 동안 건조하여, 물과 알코올을 제거하여 최종적으로 다공성 투명 실록산계 중합체 기판이 제조된다. After the curing process as described above, drying is performed at 15 to 30° C. for 0.5 to 10 hours, preferably 0.5 to 5 hours, and water and alcohol are removed to finally prepare a porous transparent siloxane-based polymer substrate.

이하는 본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 다공성 투명 실록산계 중합체 기판은 전술한 바와 같은 제조방법을 통하여 제조될 수 있으며, 400 내지 700 nm의 가시광에서 광투과도가 70% 이상이며, 복수개의 닫힌 기공을 포함하는 것을 특징으로 한다.The porous transparent siloxane-based polymer substrate according to the present invention can be manufactured through the manufacturing method as described above, and has a light transmittance of 70% or more in visible light of 400 to 700 nm, and includes a plurality of closed pores. .

상기 복수개의 닫힌 기공은 평균직경이 0.1 내지 10 ㎛, 좋게는 0.5 내지 5 ㎛일 수 있다.The plurality of closed pores may have an average diameter of 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 5 μm.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 제조방법은 물과 친수성이 강한 C3 내지 C4의 알코올의 혼합용액을 이용하여 실록산계 예비중합체의 소수성을 감소시켜 물과 잘 혼합되도록 하며, 물은 상기 실록산계 예비중합체 내에 작고 균일한 물방울을 형성하도록 하여, 경화 시 상기 범위의 평균직경을 갖는 닫힌 기공을 형성할 수 있도록 한다. 따라서 물만 사용하여 다공성 투명 실록산계 중합체를 제조하는 것 대비, 더 작고 균일한 직경의 기공을 형성할 수 있다.As described above, in the manufacturing method according to the present invention, a mixed solution of water and a C3 to C4 alcohol having strong hydrophilicity is used to reduce the hydrophobicity of the siloxane-based prepolymer to be well mixed with water, and water is the siloxane-based prepolymer. To form small and uniform water droplets within, it is possible to form closed pores having an average diameter in the above range upon curing. Therefore, it is possible to form pores having a smaller and more uniform diameter compared to preparing a porous transparent siloxane-based polymer using only water.

다공성 투명 실록산계 중합체 기판은 기공 구조를 포함함에도 불구하고 높은 광투과도를 가질 수 있으며, 기공 구조를 포함하지 않는 투명 실록산계 중합체 기판과 실질적으로 유사한 범위의 기계적 강도를 가질 수 있다. 바람직하게 다공성 투명 실록산계 중합체 기판은 400 내지 700 nm의 가시광에서 광투과도는 75% 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게 80% 이상일 수 있으며, 비한정적으로 95% 이하일 수 있다. 또한 기판의 물성을 저하시키거나 상업적 용도에서 응용성을 저하시킬 수 있는 계면활성제 등의 저분자량 첨가제를 포함하지 않을 수 있다.The porous transparent siloxane-based polymer substrate may have high light transmittance despite having a pore structure, and may have a mechanical strength in a range substantially similar to that of a transparent siloxane-based polymer substrate not including a pore structure. Preferably, the porous transparent siloxane-based polymer substrate may have a light transmittance of 75% or more in visible light of 400 to 700 nm, more preferably 80% or more, and may be 95% or less without limitation. In addition, low-molecular-weight additives such as surfactants that may reduce the physical properties of the substrate or reduce applicability in commercial applications may not be included.

또한, 상기 복수개의 닫힌 기공은 평균 직경이 1 내지 5 ㎛ 인 경우, 표준편차가 1 이하일 수 있고, 바람직하게 0.8 이하, 더욱 바람직하게 0.75 이하일 수 있으며 비한정적으로 0.5 이상일 수 있다.In addition, when the average diameter of the plurality of closed pores is 1 to 5 μm, the standard deviation may be 1 or less, preferably 0.8 or less, more preferably 0.75 or less, and may be 0.5 or more without limitation.

이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples. However, the following examples and comparative examples are merely examples for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following examples and comparative examples.

[물성측정방법] [Method of measuring physical properties]

1. 광투과도1. Light transmittance

UV-visible spectrophotometer(V650, JASCO Co.)를 사용하여 가시광선 영역인 400 내지 700 ㎚에서 실시예 및 비교예 샘플의 투과도를 측정하였다. 상기 샘플의 두께는 2mm로 하여 측정하여 그 결과를 표 1과 도 3에 나타내었다.Using a UV-visible spectrophotometer (V650, JASCO Co.), the transmittance of the samples of Examples and Comparative Examples was measured in the visible region of 400 to 700 nm. The thickness of the sample was measured to be 2 mm, and the results are shown in Table 1 and FIG. 3 .

2. SEM 이미지2. SEM image

JEOL사의 모델명 IT-500인 주사 전자 현미경(scanning electron microscopy, SEM)으로 두께가 2mm인 본 발명의 실시예 및 비교예 샘플의 단면을 측정하여 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.Cross sections of the samples of Examples and Comparative Examples having a thickness of 2 mm were measured with a scanning electron microscopy (SEM) of JEOL's model name IT-500, and the results are shown in FIGS. 1 and 2 .

3. 접촉각 측정(hydrophobicity)3. Contact angle measurement (hydrophobicity)

제조된 본 발명의 실시예 및 비교예 샘플의 면적을 0.5 ㎠으로 절단하여 1㎕ 증류수를 표면에 물방울 형태로 떨어뜨려 Dino lite 사의 AD7013MT optical microscope 장비를 사용하여 표면과의 접촉각을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.The area of the prepared Examples and Comparative Examples samples was cut to 0.5 cm2, 1 μl distilled water was dropped on the surface in the form of water droplets, and the contact angle with the surface was measured using AD7013MT optical microscope equipment of Dino lite, and the results were obtained. 4 is shown.

[실시예 1][Example 1]

물과 이소프로판올을 중량비로 5 : 1로 포함하여 혼합용액을 제조하고, 상기 혼합용액과 폴리디메틸실록산을 중량비로 1 : 16으로 포함하여, 25℃ 조건에서 교반기를 사용하여 500 rpm으로 1분 동안 교반하여 반응액을 제조하였다.A mixed solution was prepared by including water and isopropanol in a weight ratio of 5: 1, and the mixed solution and polydimethylsiloxane were included in a weight ratio of 1: 16, and stirred at 500 rpm for 1 minute using a stirrer at 25 ° C. to prepare a reaction solution.

상기 제조한 반응액을 몰드에 붓고 80 ℃ 오븐에서 30분 동안 경화시킨 후, 25 ℃에서 1 시간동안 건조하여 다공성 실록산계 중합체 기판을 제조하여, 400 내지 700 nm에서 광투과도, SEM 이미지, 접촉각을 측정하여 그 결과를 표 1, 도 1 내지 4에 나타내었다.The prepared reaction solution was poured into a mold, cured in an oven at 80° C. for 30 minutes, and dried at 25° C. for 1 hour to prepare a porous siloxane-based polymer substrate. The light transmittance, SEM image, and contact angle at 400 to 700 nm were measured It was measured and the results are shown in Table 1 and FIGS. 1 to 4 .

[실시예 2][Example 2]

실시예 1에서 혼합용액은 물과 이소프로판올을 중량비로 5 : 2로 포함하고, 분산액은 상기 혼합용액과 폴리디메틸실록산을 중량비로 1 : 13으로 포함하여 제조하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.In Example 1, the mixed solution contained water and isopropanol in a weight ratio of 5:2, and the dispersion was prepared by including the mixed solution and polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1:13, except that it was prepared in the same manner.

[실시예 3][Example 3]

실시예 1에서 혼합용액은 물과 이소프로판올을 중량비로 1 : 1로 포함하고, 분산액은 상기 혼합용액과 폴리디메틸실록산을 1 : 9으로 포함하여 제조하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.In Example 1, the mixed solution contained water and isopropanol in a weight ratio of 1:1, and the dispersion was prepared by including the mixed solution and polydimethylsiloxane in a ratio of 1:9, except that it was prepared in the same manner.

[실시예 4][Example 4]

실시예 1에서 혼합용액은 물과 이소프로판올을 중량비로 1 : 2로 포함하고, 분산액은 상기 혼합용액과 폴리디메틸실록산을 중량비로 1 : 5.6 으로 포함하여 제조하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.In Example 1, the mixed solution contained water and isopropanol in a weight ratio of 1: 2, and the dispersion was prepared by including the mixed solution and polydimethylsiloxane in a weight ratio of 1: 5.6, except that it was prepared in the same manner.

[비교예 1] [Comparative Example 1]

실시예 1에서, 이소프로판올을 사용하지 않고, 물과 폴리디메틸실록산을 중량비로 1 : 19로 포함하고, 교반기의 속도를 2000rpm, 1시간 동안 교반하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.In Example 1, without using isopropanol, water and polydimethylsiloxane were included in a weight ratio of 1:19, and the stirring speed was 2000 rpm, except for stirring for 1 hour.

[비교예 2] [Comparative Example 2]

실시예 1에서 이소프로판올 대신 아세톤을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner except that acetone was used instead of isopropanol.

[비교예 3] [Comparative Example 3]

실시예 1에서 물과 이소프로필알코올을 사용하지 않고 폴리디메틸실록산만을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner except for using only polydimethylsiloxane without using water and isopropyl alcohol.

[비교예 4] [Comparative Example 4]

실시예 1에서 이소프로판올 대신 에탄올을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner except that ethanol was used instead of isopropanol.

[비교예 5] [Comparative Example 5]

실시예 1에서 이소프로판올 대신 클로로포름을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.Example 1 was carried out in the same manner except that chloroform was used instead of isopropanol.

기공 면적 분율 (%)Pore area fraction (%) 전체 기공의 수
(128 × 96 ㎛2 당)
total number of pores
(128 × 96 μm per 2)
기공 평균직경 (㎛)Average pore diameter (㎛)
실시예 1Example 1 5.135.13 133133 2.162.16 실시예 2Example 2 5.785.78 232232 1.811.81 실시예 3Example 3 5.925.92 307307 1.591.59 실시예 4Example 4 7.367.36 418418 1.551.55 비교예 1Comparative Example 1 6.816.81 4949 2.972.97 비교예 3Comparative Example 3 -- -- --

상기 표 1, 도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예 1 내지 4는 기공이 다수 생성되고 기공의 평균직경이 2.5 ㎛ 이내로 제어될 뿐만 아니라 기공의 직경도 균일하게 분포하는 것으로 나타났다. 특히 실시예 4는 400 내지 700 nm에서 광투과도가 기공을 포함하지 않는 폴리디메틸실록산 기판(pristine PDMS substrate)과 실질적으로 동등한 수준으로 나타났다. 이에 반해 물만 사용하여 다공성 폴리실록산을 제조한 비교예 1은 큰 직경의 기공이 일부 생성되었고 400 내지 700 nm에서 광투과도가 70 이하로 좋지 않았다. Referring to Table 1, FIGS. 1 and 2, in Examples 1 to 4, it was found that a large number of pores were generated, the average diameter of the pores was controlled within 2.5 μm, and the diameters of the pores were also uniformly distributed. In particular, Example 4 showed that the light transmittance at 400 to 700 nm was substantially equivalent to that of the polydimethylsiloxane substrate (pristine PDMS substrate) not including pores. On the other hand, in Comparative Example 1, in which porous polysiloxane was prepared using only water, some large-diameter pores were generated, and light transmittance was not good at 70 or less at 400 to 700 nm.

또한 아세톤을 사용하여 제조한 비교예 2, 폴리디메틸실록산으로만 제조한 비교예 3, 에탄올을 사용한 비교예 4 및 클로로포름을 사용한 비교예 5은 기공의 평균직경이 모두 크고 기공의 분포가 매우 불균일한 것으로 나타났으며, 400 내지 700 nm에서 광투과도가 현저하게 낮은 것으로 나타났다. In addition, in Comparative Example 2 prepared using acetone, Comparative Example 3 prepared using only polydimethylsiloxane, Comparative Example 4 using ethanol, and Comparative Example 5 using chloroform, the average diameter of the pores was large and the distribution of pores was very non-uniform. It was found that the light transmittance was remarkably low at 400 to 700 nm.

또한, 하기 도 3에서 볼 수 있듯이, 이소프로판올을 점차 증가시켜 제조하였을 때 400 내지 700 ㎚에서 광투과도가 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이는 물의 이소프로판올의 함량 증가에 따라 계면활성 효과가 증가함으로써 물이 보다 균일하게 작은 입경의 물방울로 폴리디메틸실록산 연속상 내에 분산됨을 시사하는 것이다. In addition, as can be seen in FIG. 3 below, it can be confirmed that the light transmittance increases at 400 to 700 nm when prepared by gradually increasing isopropanol. This suggests that water is more uniformly dispersed in the polydimethylsiloxane continuous phase as water droplets having a smaller particle diameter by increasing the surface activity effect as the content of isopropanol in water increases.

도 4는 실시예 1, 실시예 3, 실시예 4, 비교예 1 및 비교예 3에 따라 각각 제조된 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 표면과 물방울의 접촉각을 측정한 것이다. 도 4를 참조하면 이소프로판올의 함량이 증가하여 제조되는 샘플일수록 접촉각이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 4 is a graph showing the measurement of contact angles between water droplets and the surface of the porous transparent siloxane-based polymer substrates prepared according to Examples 1, 3, 4, Comparative Examples 1 and 3, respectively. Referring to FIG. 4 , it can be seen that the contact angle increases as the sample prepared by increasing the content of isopropanol increases.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by specific matters and limited examples, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above examples, and the field to which the present invention belongs Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all of the claims and all equivalents or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .

Claims (5)

a) 물 및 C3 내지 C4의 알코올을 혼합한 혼합용액과, 실록산계 예비중합체를 혼합하여 반응액을 제조하는 단계; 및
b) 상기 반응액을 경화하는 단계;
를 포함하는 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법.
a) preparing a reaction solution by mixing a mixed solution of water and a C3 to C4 alcohol, and a siloxane-based prepolymer; and
b) curing the reaction solution;
A method for producing a porous transparent siloxane-based polymer substrate comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 C3 내지 C4의 알코올은 1-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, tert-부탄올, sec-부탄올 또는 이소부탄올인 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법.
The method of claim 1,
Wherein the C3 to C4 alcohol is 1-propanol, isopropanol, n-butanol, tert-butanol, sec-butanol or isobutanol.
제 1항에 있어서,
상기 물은 1 내지 10 중량%, 상기 C3 내지 C4의 알코올은 1 내지 30 중량%, 상기 실록산계 예비중합체는 60 내지 98 중량%로 포함되는 것인 다공성 투명 실록산계 중합체 기판의 제조방법.
The method of claim 1,
The water is 1 to 10% by weight, the C3 to C4 alcohol is 1 to 30% by weight, and the siloxane-based prepolymer is included in an amount of 60 to 98% by weight.
400 내지 700 ㎚에서 광투과도가 70% 이상이며, 복수개의 닫힌 기공을 포함하는 다공성 투명 실록산계 중합체 기판.A porous transparent siloxane-based polymer substrate having a light transmittance of 70% or more at 400 to 700 nm and comprising a plurality of closed pores. 제 4 항에 있어서,
상기 복수개의 닫힌 기공은 평균직경이 0.1 내지 10 ㎛인 다공성 투명 실록산계 중합체 기판.
5. The method of claim 4,
The plurality of closed pores has an average diameter of 0.1 to 10 ㎛ porous transparent siloxane-based polymer substrate.
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