황과 레졸로 가교된 천연고무 배합물의 가황 특성과 가교물의 물리적 특성을 연구하였다. 분자량 분포가 다른 2가지 레졸을 사용하였다. 분자량 분포도가 낮은 레졸이 포함된 배합물의 스코치 시간은 분자량 분포도가 높은 레졸이 포함된 배합물에 비해 빠르다. 레졸 함량이 높은 가교물의 가교밀도는 $95^{\circ}C$ 열노화 후 감소한 반면, 레졸이 없는 가교물의 경우에는 열노화 후 가교 밀도가 증가하였다. 레졸 함량이 높은 가교물의 가교 밀도는 노화 시간이 길어질수록 감소하지만 모듈러스는 증가하고 인장 강도와 인열 강도는 감소한다.
열수축성 튜브 제조에 적합한 조성을 얻기 위하여 PVC의 방사선가교에 대하여 검토하였다. 중합도가 각각 다른 PVC에 가소제, 가교제를 변화시켜 배합한 혼합물을 방사선 가교시켰을 때 가교도는 가교제, 가소제, 중합도 및 조사선량이 증가됨에 따라 증가되었다. 가교제로서는 삼관능성 단량체가 높은 가교효율을 나타내었다. 가교 PVC 필름의 열수축성은 연신배율과 수축 온도를 높여줌으로써 증가되었으나 가교제 및 가소제의 증가량에 의한 열수축성의 증가는 나타내지 않았고 저중합도 PVC의 열수축성은 극히 저조하였다.
4-비닐피리딘과 2, 6-피리딘비스아크릴아미드를 라디칼공중합하여 여러가지 가교도를 가지는 가교폴리 (4-비닐피리딘)을 제조하였다. pH 7의 완충용액을 사용하여 몇 가지 온도에서 메틸오렌지와 부틸오렌지에 대한 이들 가교고분자의 결합능을 측정하였다. 이들의 평형결합량으로부터 일차결합상수를 구하였다. 결합온도에 대한 일차 결합상수의 도시는 bell모양의 곡선를 나타내었다. 또 가교도에 대한 일차결합상수의 도시도 bell모양의 곡선을 나타내었다. 본 연구의 결합계의 bell모양 곡선에서 최대결합량을 나타내는 온도 및 가교도를 가교제로서 메틸렌비스아크릴아미드, 테트라 메틸렌비스아크릴아미드, 디비닐벤젠을 사용하여 제조한 가교 폴리 (4-비닐피리딘)을 포함하는 기존의 결합계에서의 그 온도 및 가교도와 비교하였을 때, 이들 가교제를 사용하여 제조한 가교폴리 (4-비닐피리딘)에 따라 달라졌다. 이들 결과를 사용한 가교제의 성질에 의해 토의하였다.
일반적으로 가교량은 주형와 강재교각이 강결 연결된 강재 라멘구조를 형성하고 있다. 강재 라멘구조의 경우, 작용하는 하중에 의해 축력 및 휨을 받는 부재/축력 및 휨을 동시에 받는 부재가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 부재에 대해서 시스템 좌굴해석을 통하여 가교량 주요부재의 유효길이를 산정하고 이를 이용하여 안정성 해석을 수행한다. 이를 위하여 실제 설계/시공될 수 있는 가교의 6가지 유형을 선택하고, 고정하중, 온도하중 그리고, 활하중조합에 대한 3차원 좌굴설계를 실시한다. 결과적으로 6가지 가교에 대한 사례연구를 통하여 주형 및 교각부의 유효길이 산정법, 3차원 좌굴모드에 대한 고찰, 그리고 2차해석의 효용을 조사한다.
교량의 신설 또는 보수를 위한 작업차량의 진출입로나 기존 통행차량의 우회를 목적으로 한시적으로 사용되는 가교량은 일반적으로 상부구조로 H-Beam, 하부구조로 H-Pile을 사용하여, 이들 각 부재를 고장력볼트로 연결한 강구조 형식을 채택하고 있다. 그러나 이러한 교량은 상부구조에 신축이음부를 두지 않고 있어 일일기온차에 의해 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향이 클 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 상부구조인 H-Beam에 온도와 변형률의 상시계측을 위한 모니터링 시스템을 도입하여 측정된 온도 및 변형률 데이터로부터 발생온도와 온도응력의 관계를 조사하였으며, 구조해석을 통한 이론치와의 비교를 실시하여 각 부재에서 발생하는 온도응력이 전체 구조거동에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 본 구조물에서 발생하는 응력의 변화는 부재의 온도변화에 의한 온도응력이 주원인인 것으로 나타났으며, 하부구조인 H-Pile의 충분한 교축방향 변위로 인하여 상부구조인 H-Beam의 온도변형 구속은 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 한편, 상부구조인 H-Beam간의 연결 강성이 충분하지 않아 전체 구조계보다는 부분 구조계에 대한 해석으로부터 얻어진 변형량이 측정 온도 및 응력으로부터 계산된 변형량과 잘 일치하는 것으로 나타났다.
분산중합으로 제조된 폴리스티렌(PS) 시드 고분자 미립자에 가교단량체인 HDDA(1,6-hexanedioldiacrylate)를 one-step으로 흡수시키고 이를 중합하여 단분산 가교고분자 미립자를 제조할 시 1) 시드 고분자의 분자량, 2) 흡수된 가교단량체와 시드의 중량비, 3) 중합반응속도 등의 변화에 따른 가교고분자 입자의 표면 모폴로지 변화 등을 관찰하였다. 이번 연구를 통해 PS/HDDA계에서는 시드 고분자의 분자량 및 가교단량체 흡수비에 관계없이 가교고분자 입자표면에 분화구 형태의 모폴로지가 관찰되었으며, 이와 같은 표면 모폴로지는 중합반응속도를 조절함으로써 조절이 가능함을 알 수 있었다.
세가지 가교제 즉 황, tetramethyltyiuram disulfide (TMTD) 및 dicumyl peroxide(DCP)로 각각 가교시킨 카본블랙 충진 고분자 망상 시료들에 대해 일축연신 실험 을 통해 얻은 Mooney plot를 분석, 가교 탄성율 Gc와 엉킴 탄성율 Ge를 각각 구하였다. 각 가교계에 대하여 Gc를 통해서는 가교 사슬간의 평균분자량, 망상사슬과 카본블랙간 결합체 의 밀도 및 평균 면적 등을 Gc를 통해서는 카본블랙 첨가에 따른 관경비를 각각평가하였다. 황 가교제의 경우 Gc가 가장 높았으며 망상 사슬과 카본블랙간의 결합이 가장 잘 이루어졌 다. TMTD와 DCP가교제의 경우는 황의경우보다 카보블랙 입자와의 결합력은 낮았으나 결 합체들의 분포는 더욱 조밀하게 나타났다. 또한 Ge평가로부터는 TMTD 가교계가 카본블랙 충진에 의해 관경이 가장크게 증가함을 알수 있었다.
Chitin을 epichlorohydrin과 반응시켜 가교 chitin을 합성하고, $C_2$ 위치의 아세트아미드기를 탈아세틸화하여 가교 chitosan을 얻었다. 가교 chitosan을 증류수에 팽윤시킨 다음 글리세린과 silver sulfadiazine을 가하여 고분자 matrix를 제조하였다. 이렇게 제조된 matrix로부터 in vitro에서의 약물 방출 pattern을 고찰하기 위해 pH7.4 인산염 완충용액 중에서 약물의 함유량, 글리세린의 농도 변화 및 matrix 두께변화에 미치는 인자들에 관하여 연구 검토 하였다. 고분자 matrix내의 약물의 함유량과 matrix의 두께가 증가할수록 약물 방출 지속 시간은 지연되었다. 그러나 글리세린의 함유량이 증가함에 따라 약물 방출 지속 시간은 오히려 감소 하였다. 또한 약물의 함유량과 글리세린의 함유량이 증가할수록 겉보기 방출속도상수 (K)값도 증가하였으나, matrix 두께가 증가함에 따라서는 겉보기 방출속도상수(K)값이 일정하였다. 이상과 같이 가교 chitosan은 약품의 방출 조절형 제제로서 사용 가능성을 나타냈으며, 약물로 사용된 silver sulfadiazine의 방출거동은 Higuchi model에 따른 확산으로 생각되었다.
폴리프로필렌 (PP)의 전자선 가교 발포 공정에 있어서 전자선 조사량과 발포재료의 분자량 및 다양한 발포 공정이 발포체의 구조에 미치는 영향에 관해 연구하였다. 가교된 PP의 겔분율은 3.2 Mrad의 전자선 조사량에서 48%로 가장 높게 나타났고 발포체의 셀 균일성과 열 안정성에 큰 영향을 나타내었다. 3.2 Mrad 이상의 전자선 조사량에서 겔분율이 48%에서 더 이상 증가하지 않았으며, 발포체 구조 향상에도 더 이상 영향을 미치지 못하였다. 분자량이 증가할수록 높은 전단 점도와 겔분율을 나타내며 보다 균일하고 미세한 셀 구조를 형성하고, 열안정성이 높은 발포체를 형성하였다.
산처리와 가교결합에 의한 분자구조의 변화가 전분의 성질 및 겔 특성에 미치는 영향 등을 시험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 산처리 전분의 아밀로그래프에 의한 점도는 전체적으로 생전분보다 낮았고, 가교 전분은 생전분보다 높았다. 같은 용출온도에서의 가용성 변성전분의 용출양상을 비교해 볼 때 산처리에 의해 분자의 크기가 작아지면 아밀로펙틴이나 intermediate fraction의 용출이 많아져 용출되는 상대적인 아밀로오스 양이 생전분보다 적으며 저분자량의 아밀로오스들이 많이 용출되었다. 반면, 가교결합에 의해 분자의 크기가 커지면 용출되는 상대적인 아밀로오스의 양이 생전분보다 크며 고분자량의 아밀로오스들이 많이 용출되었다. 산처리 전분 호화액의 광투과도는 저장시간이 경과하면 생전분보다 빠르게 감소하였고 가교 전분 호화액은 생전분과 큰 차이가 없었다. 저장시간에 다른 변성전분겔의 견고성 변화에서, 가교 전분겔은 시간에 따른 변화가 거의 없는 안정한 겔을 형성하였다. 밤 전분의 분자를 산처리로 작게하거나 가교결합으로 크게하였을 때, 텍스쳐의 향상이나 노화의 방지 측면에서 산처리보다는 가교결합으로써 분자구조를 변화시키는 것이 응집성의 큰 변화 없이 견고성이 향상되며 노화가 지연되는 안정한 겔을 형성하므로 훨씬 더 바람직하다고 생각된다. 그러나 이러한 가교결합에 의한 변성이 다른 아밀로오스 크기가 작아 좋은 텍스쳐를 형성하지 못하는 다른 전분에도 적용될 수 있을지의 여부는 좀더 연구 되어져야 하리라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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