• 접착 및 계면
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• 제8권2호
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• pp.22-32
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• 2007

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.11-16
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• 2011

극저온 응용에서 사용하는 고분자복합재료의 계면물성 유지가 아주 중요하다. 본 연구에서는 상온과 극저온에서 사용하는 단일 탄소섬유강화 에폭시 복합재료를 마이크로드롭넷 시험과 전기-미세역학시험법을 이용한 계면전단강도와 겉보기 강성도를 평가하였다. 탄소섬유와 저온용 에폭시의 극저온에 따른 기계적 물성변화를 확인하였다. 극저온에서 탄소섬유 인장실험 결과, 상온과 비교하여 강성도는 유지하면서 강도와 연신율이 감소하였다. 이에 비해, 에폭시 기지는 상온보다 극저온에서 강도가 증가되었으나, 연신율이 감소하는 결과를 보여주었다. 이는 탄소섬유에 비해 에폭시 수지내 존재하는 빈 공간이 극저온에서 열적 수축이 최대로 일어나기 때문이다. 계면전단강도는 $-10^{\circ}C$에서 최대를 보인 후에 극저온까지 점차 감소를 보여 주었다. 그러나, 탄소섬유와 YDF-175 에폭시가 극저온에서도 여전히 상온보다 양호한 계면전단강도를 보여주었다. 이 결과는 아주 유용하며 선정된 저온용 에폭시의 인성과 계면접착력이 극저온에서도 유지되기 때문이다.

• Composites Research
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• 제15권3호
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• pp.39-44
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• 2002

Micromechanical 시험법을 이용하여 전기증착된 탄소섬유와 polyetherimide (PEI)로 강인화된 에폭시 기지재료 사이의 계면물성과 미세파괴형상을 연구하였다. 계면전단강도 향상을 위해 전기증착법을 이용하여 탄소섬유를 표면 처리하였다. PEI 함량이 증가함에 따라 소성변형과 파괴인성 증가로 인해 계면전단강도는 점차적으로 증가하는 경향을 보였으며, 미처리의 경우에 순수 PEI의 계면전단강도가 가장 큰 값을 보였다. 반면 전기증착의 경우에 계면전단강도는 PEI를 첨가함에 따라서 증가하였지만 그 증가폭은 미처리의 경우 보다 작았다. 미처리의 경우에서 순수 에폭시는 취성파괴 형상을 보인 반면 순수 PEI는 연성파괴 형상을 보였고 전기증착의 경우 순수 에폭시는 미처리와는 달리 연성파괴 형상을 보임을 관찰할 수 있었다. PEI 첨가에 의한 파괴인성 강화와 전기증착에 의한 화학결함 및 계면층의 존재는 복합재료의 계면물성 향상에 효과적으로 기여하는 것으로 고려된다.

• 접착 및 계면
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• 제3권2호
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• pp.17-29
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• 2002

Micromechanical 시험법과 표면 젖음성 측정을 이용한 implant용 생분해성 복합재료의 계면물성과 미세파괴 분해 메카니즘을 연구하였다. 분해시간이 경과함에 따라서 poly(ester-amide) (PEA)와 생활성 유리섬유의 인장강도와 탄성률 그리고 신율은 점차적으로 감소하는 경향을 보인 반면, chitosan 섬유는 거의 변화가 없었다. 생활성 유리섬유와 poly-L-lactide(PLLA) 사이의 계면전단강도는 PEA나 chitosan 섬유 시스템의 경우보다 더 큰 값을 보였으나, 계면전단강도 감소 속도는 가장 빨랐고 chitosan 섬유의 경우가 가장 느린 결과를 보였다. 접착일 ($W_a$)은 생활성 유리섬유와 PLLA 사이에서 가장 높은 값을 나타냈으며, 이러한 표면 젖음성 결과는 계면전단강도 결과와 잘 일치하였다. 계면물성과 미세파괴 분해 메카니즘은 생분해성 복합재료의 성능을 조절할 수 있는 가장 중요한 요인들이다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.330-333
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• 2001

일반적으로 하나 또는 그 이상의 입자상 충전재 흑은 섬유상 강화재와 연속상인 고분자 기재로 이루어진 고분자 복합재료는 물성이나 기능이 더욱 더 우수한 고성능/고기능성 고분자 재료에 대한 수요가 급격히 증대됨에 따라 이에 대한 많은 연구가 행해지고 있다[1,2]. 그러나 고분자 복합재료의 응력전달은 강화재와 고분자 기재의 계면을 통하여 일어나게 되므로 복합재료의 기계적 물성 등은 충전재의 양, 입자의 크기, 표면성질 뿐만 아니라 강화재와 고분자 기재 사이의 계면 접착력 또는 계면 성질에 크게 좌우된다. (중략)

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.42-49
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• 2003

취성기지 복합재료는 섬유와 기지 사이에 계면분리가 존재하는 경우가 있는데 이것은 복합재료의 강도와 강성저하의 원인이 된다. 계면분리와 섬유체적비가 복합재료의 기계적 물성치에 미치는 영향에 대만 유한요소해석을 수행하였다. 우선 몇 가지 가정하에 복합재료를 구성하는 섬유와 기지에 대하여 간단하게 모델링하고 이웃하는 대표체적요소의 경계를 따라 응력과 변위 연속조건을 부과하였다. 강성상수들을 역변환하여 복합재료의 유효물성치를 구하였다. 완전접착의 경우 수치해를 혼합물법칙에 의한 이론해와 비교한 결과 일치함을 알 수 있었고 계면분리가 큰 경우 섬유체적비가 증가하더라도 물성치가 감소함을 알 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제17권3호
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• pp.89-95
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• 2016

유연한 식품포장필름에 사용되고 있는 드라이 라미네이션용 유성접착제를 대체하기 위해, 고분자 분산제를 사용하여 유화하는 방법으로 수성 감압점착제를 친환경적으로 설계하였다. 유화중합에서 널리 사용하는 저분자량의 계면활성제는 물성의 변수로 작용해 왔다. 본 연구에서는 먼저 용액중합으로 polymeric nano-dispersant (PND)를 제조하고, 이 PND 입자들의 분산제를 micelle seed로 이용하여 core-shell grafted acrylic 점착제를 합성하였다. 이때 입자의 바깥층(shell)과 입자내층(core)의 $T_g$를 달리하여 얇은 필름의 점착조건인 초기접착력과 유지력의 균형을 이루도록 설계하였다. 최적화된 시험군 합성 점착제의 물성을 국내외 제조사에서 개발된 연구시료들과 비교분석하여, 점착제로서의 물성을 검토하였다. 물성 비교 결과, 본 연구에서 설계 합성한 저분자량의 계면활성제를 대체 사용한 고분자 나노분산제 기반 core-shell 점착제가 연포장에 적합한 점착물성을 나타냄을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.763-767
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• 1998

콜레스테롤을 갖는 계면활성제를 합성하고, 이 계면활성제를 단량체[tetradeca(ethylene glycol) diacrylate]와 함께 물 속에서 음파 파쇄하여 vesicle 용액을 형성한 다음, 이 용액내의 물을 증발시켜, 분자들이 규칙적으로 배열된 분자 다층 구조를 갖는 막을 합성하였다. 이 막에 들어 있는 단량체들을 광중합하여, 고분자가 계면활성제들의 층과 층 사이에 들어 있는 분자 다층 구조를 합성하였다. 중합이 끝난 후 유기 용매를 사용하여 계면활성제를 추출하여 이차원적인 구조를 갖는 얇은 박막 층으로 이루어진 고분자 막을 합성하였다. 형성된 이차원 구조를 갖는 고분자 막의 물성을 측정하였는데, 막의 물성으로는 인장 강도, 신장율, 팽윤 등을 측정하였다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.313-319
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• 2012

본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, $K_{IC}$)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.127-130
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• 2011

본 연구에서는 나노입자와 고분자 기지 간에 공유결합을 형성시킨 나노복합재의 계면특성과 탄성계수에서 나타나는 크기효과를 고려하기 위해 분자동역학과 미시역학모델을 순차적으로 연계하는 멀티스케일 해석모델을 제안하였다. 나노입자의 체적분율이 동일한 5개의 나노복합재 셀에 대해, 입자의 표면 원자와 고분자 기지 간에 탄소로 구성된 공유결합을 생성시킨 후 분자동 역학 전산모사를 통해 탄성계수를 예측하였고, 공유결합이 존재하지 않는 나노복합재의 탄성계수와 이를 비교하여 계면의 물성증가와 탄성계수에서 나타나는 입자의 크기효과를 규명하였다. 향상된 계면의 특성을 연속체 해석 모델에서 고려하기 위해 분자동역학 해석결과와 미시역학 모델을 연계하는 순차적 브리징 기법을 적용하였고, 이로부터 계산된 계면의 물성의 타당성을 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 그 결과 입자와 기지 간 공유결합을 통해 나노복합재가 보다 넓은 범위에 걸친 크기효과를 나타냈으며, 제안된 브리징 모델을 통해서 물리적으로 타당한 계면의 탄성계수 값을 계산할 수 있었다.