새로운 PVDF의 적용 및 특성화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 3429(2023) 이 기사 인용

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목재 코팅은 때때로 목재 요소에 미적 및 기본적인 보호를 제공하고 미생물의 발생과 전염을 방지해야 합니다. 다양한 나노입자를 함유한 여러 폴리머가 이미 이러한 목적으로 제공되었습니다. 이번 연구는 목재에 코팅 필름을 형성할 수 있는 MoO3 나노와이어를 포함하는 새로운 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌)(PVDF-HFP)/폴리비닐피롤리돈(PVP) 고분자 복합물을 제시합니다. 개발된 코팅의 필름은 코팅 필름 두께[테스트된 습식 필름 두께(90, 180 및 360) μm]에 따라 달라지는 탄성 거동을 나타냅니다. 코팅은 습윤성(접촉각 15.6°), 표면에 빠르게 쏟아짐, 목재 구조 및 형성에 코팅이 잘 침투하는 측면에서 일반적인 너도밤나무(Fagus sylvatica L.) 목재 표면과 잘 상호 작용하는 능력을 보여주었습니다. 탁월한 풀오프 접착 강도(6MPa)를 갖춘 최대 40μm 두께의 필름입니다. C + MoO3로 코팅된 목재의 거칠기가 증가한 것은 코팅에 존재하는 디메틸포름아미드 용매에 의한 목재 에칭의 결과였습니다. 더욱이, 목재에 C + MoO3가 존재하면 소수성이 상당히 높아져 코팅되지 않은 목재에서 측정했을 때 물의 접촉각이 초기 46°에서 123°로 증가했습니다. 목재 표면에 자외선을 조사하면 코팅되지 않은 목재와 코팅된 목재 모두에서 눈에 띄는 색상 변화가 나타났습니다. C + MoO3로 코팅된 목재는 물, 알코올 및 건열에 대한 저항성이 우수합니다(3~4등급). 항균 테스트에서는 코팅 내 MoO3의 존재가 코팅된 목재의 청반점 곰팡이 및 곰팡이 발생에 대한 저항성에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 개발된 PVDF-HFP/PVP/MoO3 코팅은 목재 표면과 상호 작용하는 탁월한 능력을 가지며 민감한 환경에서 목재를 보호하는 데 사용할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

박테리아, 바이러스, 곰팡이와 같은 미생물은 우리 주변에 존재하며 목재와 목재 표면을 포함하여 전 세계 모든 서식지에 서식하고 있습니다. 환경 조건이 적합하다면 이러한 유기체는 몇 달은 아니더라도 상당한 기간 동안 생명력을 유지하고 전염될 수 있습니다1. 생활 환경의 곰팡이 포자는 대부분 공기 흐름을 통해 그리고 문, 테이블 상판, 좌석, 손잡이 등과 같은 표면과의 접촉을 통해 한 사람에서 다른 사람으로 퍼집니다. 일반적으로 곰팡이의 성장은 목재의 기계적 성질에 영향을 미치지 않지만, 목재가 오랫동안 촉촉한 상태로 유지되면 곰팡이가 더 발생하여 무름병이 형성되어 목재의 기계적 성질이 저하될 수 있습니다2. 더욱이 Møller와 동료3, Viitanen과 동료4가 보고한 바와 같이 Aspergillus sp.와 같은 곰팡이 및 곰팡이의 존재가 보고되었습니다. (예: Aspergillus fumigatus), Aureobasidium pullullans, Alternaria alternata, Cladosporium sp. (예: Cladosporium herbarum, Cladosporium sphaerospermum), Mucor sp., Penicillium sp. (예를 들어 Penicillium brevicompactum), Stachybotrus sp. (예: Stachybotrus atra) 및 Fusarium solani는 생활 환경에 설치된 목재 요소에서 자라며 인간 건강에 심각한 위협을 가할 수 있습니다. 따라서 표면의 항균 보호는 미생물로 인한 감염 및 질병의 확산을 예방하는 데 도움이 됩니다5.

미생물 감염에 대한 목재 기반 재료의 민감성은 코팅되지 않은 표면이나 코팅된 표면에서 곰팡이 및 곰팡이의 성장을 모니터링하여 결정할 수 있습니다6. 일반적으로 목재 요소의 표면 처리를 위한 각 코팅 자산은 몇 가지 기본 요구 사항을 충족해야 합니다. 기대되는 표면 보호 기능과 원하는 미적 외관을 성공적으로 제공하기 위해서는 목재 기재와 코팅 간의 적절한 상호 작용이 매우 중요합니다7. 이러한 방식으로, 목재 기재의 양호한 습윤성, 목재 구조물 내 코팅의 충분한 유출 및 침투는 기재에 대한 코팅 필름의 기계적 고정 및 접착을 정의합니다. 동시에 형성된 표면 시스템의 물리적 성능과 저항 특성은 표면 소수성, 차가운 액체에 대한 저항성 및 자외선(UV) 조사로 인한 표면 외관의 변화로 표시됩니다.