Figure 8 은 배합물의 Photo-DSC thermogram을 나타낸 것이다. 수화젤에 아조 화 합물이 첨가됨에 따른 경화도의 변화를 관찰하기 위한 것으로서, 실험은 다음과 같은 환경에서 진행하였다.측정 시 PP film으로 산소저해 효과를 배제하였으며, 광원은 기존 의 수화젤 경화시 광원과 동일한 LED-405 nm 경화기, 광량은 30 mW/cm², 광 조사 시간은 5분간 지속하였다.
Photo-DSC thermogram을 통해 수화젤 내의 광중합 반응 거동을 비교하였으며, Figure 8 에서 볼 수 있듯, 아조벤젠의 함량에 따른 경화율에 대한 상관관계를 살펴볼 수 있는데, 아조 화합물이 첨가되지 않은 수화젤에 비해 아조 화합물이 0.1% 첨가된 수화젤은 Heat Flow가 소폭 차이나며 아조 화합물이 0.2% 첨가된 수화젤의 경우 차 이가 대폭 늘어난 것으로 보아 아조 화합물이 0.2% 첨가된 수화젤은 수화젤의 경화도 에 영향을 미칠 정도로 아조 화합물이 과량 첨가되었다 볼 수 있다. 이것은 수화젤의 매트릭스 내의 아조벤젠 존재 유무에 따른 가교도의 차이라 생각된다. 경화율의 기준 은 아조벤젠이 포함되지 않았으며 솔벤트의 영향을 배제한 sample A를 1기준으로 책 정하였다.
Figure 9는 시간에 대한 전환율(Conversion)변화를 나타내었다. 아조 화합물이 첨가 되지 않은 sample A에 비하여 아조 화합물이 0.2% 첨가된 sample C의 경우 초기 경 화속도에서 차이가 발생하지만 시간이 흐름에 따라 지속적으로 경화가 진행되고 있음 을 알 수 있다. 이것은 수화젤에 첨가되어있는 아조 화합물에 의해 표면 경화율의 차 이가 발생했으며 표면에서 먼저 경화가 완료된 수화젤 sample A는 내부에서의 경화가 원활히 진행되지 않았으며, 반대로 표면에서 경화가 비교적 완료되지 않은 smaple A 는 수화젤 내부에서도 지속적으로 경화가 진행되었다고 볼 수 있다. 아조 화합물을 함 유한 수화젤의 경우 아조 화합물이 LED 405 nm의 빛을 흡수함으로써 30 mW가 아닌 더 낮은 광량에서 중합 반응이 일어나며, 중합 과정에서 수화젤 매트릭스에서 아조 화 합물과의 상분리가 충분히 일어나는 시간을 주며, 수화젤 내에서 가소제 역할을 하기 때문에 젤화 되는 것을 지연 시켜 초기 전환속도에 비해 더 높은 전환율에 도달한 것 으로 판단된다.
또한, 경화과정 중 무게 변화는 동일하게 나타났으며 이는 무게 측정 및 샘플링 중 발생하는 산소상태에서의 솔벤트 증발로 인한 요소이지만 솔벤트 만큼의 큰 무게 변화 가 없는 까닭은 산소차단을 위해 덮은 PP_film에 의한 효과로 볼 수 있다. 특히 무게 변화가 동일한 점으로 미루어 보아, 이와 같은 결과는 수화젤의 경화과정 중 나타나는 Heat Flow에 수화젤 내의 solvent 증발 등, 외부 인자 개입은 거의 없으며 샘플간 경 화전환율의 차이는 Azo화합물의 함량비에 따른 결과로 판단된다.
Time (min)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
H e a t F lo w ( m W )
0 5 10 15 20 25 30
A: Azo 0%
B: Azo 0.1%
C: Azo 0.2%
Figure 8. Photo-DSC exotherms for the photo-polymerization of without azobenzene and with azobenzene mixture. Isothermal curing temperature : 25℃, Cure lamp : UV-LED 405 nm, Cure time : 5min, light intensity : 30mW/cm2, in nitrogen.
Time (min)
0 1 2 3
C o n v e rs io n ( % )
0 20 40 60 80 100
A: Azo 0%
B: Azo 0.1%
C: Azo 0.2%
Figure 9. Percentage conversion profiles for the photopolymerization of without azobenzene and with azobenzene mixture.