알칼리 감량 후 피롤중합/표면소수화 가공을 이용한 자가세정 전기전도성 의류소재 개발

Abstract

최근 전자파 차폐 소재, IT 기술 융합 소재에 대한 관심이 증가하고 전도성직물 개발에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존의 전도성 직물은 금속과 같은 전자전도 물질을 부여하여 제작하는데, 이는 사용 중 외력에 의해 전도물질이 쉽게 탈락하는 등 관리 및 지속성의 문제가 지속적으로 제기되고 있다. 이에 본 연구에서는 폴리에스터 직물을 기반으로 전도성 고분자의 합성을 통해 전도성을 부여하고자 한다. 이때, 의류소재로서의 실용화 가능성을 높이기 위하여 전기전도성과 함께 초소수성을 가지는 직물을 개발하고자 한다. 본 연구에서는 다양한 농도의 알칼리 수용액에 시료를 침지하여 나노 거칠기를 형성하고 피롤과 산화제, 그리고 소수화 물질인 perfluorodecyltriethoxysilane (FAS)를 사용하여 기상 중합법을 통해 폴리에스터 직물에 전기전도성과 초소수성을 부여하였다. 산화제 농도와 알칼리감량 조건을 설정한 후, 전기전도성 및 표면소수화의 처리순서를 달리하여 처리과정이 각각의 성능에 미치는 영향을 관찰하였다. 알칼리 감량을 처리 한 폴리에스터 직물에 소수화 물질과 산화제를 동시 부여한 뒤 피롤 중합을 진행한 경우, 최소 0.42kΩ/□의 표면저항 값을 나타내어 가장 우수한 전기전도성을 나타내었으나, 이 조건의 경우 물방울에 대한 정적접촉각은 148.1°, 동적접촉각 10°이상의 값을 보여 초소수성이 발현되지 않음을 확인하였다. 반면 알칼리 감량을 진행한 폴리에스터 직물에 산화제를 부여하여 피롤 중합을 진행한 뒤, 소수화 물질을 순차적으로 부여한 경우 0.59kΩ/□의 표면저항 값을 보이고 물방울에 대하여 정적접촉각 157.6°, 동적접촉각 4.5°의 값을 보여 초소수성이 구현되었음을 확인하였다.