TiO2/SiO2 박막 코팅에 의한 폴리카보네이트 특성 개선
폴리카보네이트의 표면에 무기계 SiO2 박막을 바인더로 코팅한 후 광촉매 특성을 갖는 TiO2 박막을 추가로 형성하여 모재의 특성을 향상시키는 연구가 수행되었다. 바인더로 사용되는 SiO2 박막은 광투과 특성이 우수하며, 상압플라즈마처리를 통한 친수성의 증가로 TiO2 함유 수용액의 도포성을 향상시켜 균일한 박막을 형성시킬 수 있었다.
약 200 nm 이상으로 코팅된 TiO2 박막은 180∼400 nm의 자외선을 차단하여 폴리카보네이트의 황변현상을 억제하고 내열성을 크게 향상하는데 기여하였다.
최외층에 형성된 TiO2 박막은 자외선의 흡수로 활성화되는 표면산화특성으로 유기 오염물의 분해반응 촉진과 표면의 친수성의 증가에 따른 자기세정특성을 나타내었다.
TiO2 박막과 폴리카보네이트 기재 사이에 SiO2 박막의 적용은 기재의 부식에 의한 코팅된 TiO2 층의 박리를 억제하여 구조 안정성을 유지할 수 있었다.
1. 서 론 반도체 금속산화물이 띠 간격보다 높은 에너지를 받게 되면 기저상태의 공유 띠의 전자가 여기 되어, 전도 띠로 전이되는데, TiO2의 경우는 3.2 eV (약 380 nm의 빛에너지)의 에너지가 필요하다. 이때, 공유 띠에는 정공이 생성되어 TiO2 표면으로 이동하게 되고, O2나 H2O가 존재하게 되면, 정공에서 산화반응이 일어나 여러 가지 산화종이 형성된다.
이때 발생된 O-, O2-, O3-, O, OH 라디칼은 모두 산화력을 갖고 있으며 각종 산화반응을 일으킨다
[1]. 이와 같은 효과는 방오염, 탈취, 항균 등의 용도로 많이 응용되고 있다. 광촉매 관련 기술은 초기에는 광촉매의 강력한 산화력을 이용한 환경오염물질 처리기술 개발에 초점이 맞추어져 왔으나 광촉매 TiO2를 코팅한 재료 표면의 초친수성(superhydrophilicity) 현상이 발견되면서 기능성 재료로 개발하기 위한 노력이 활발하게 진행되어져 오고 있다
(출처) 강원대학교 화학공학과 (원동수, 이원규)