• 공업화학
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• 제5권4호
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• pp.698-705
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• 1994

Linseed oil fatty acid(LOFA), phthalic anhydride(PAA) 및 maleic anhydride(MA), trimethylol propane(TMP)을 사용하여 기본적인 유장(oil length) 50%의 중유성 기본 알키드를 합성하고 trimethylol propane triacrylate(TMPTA)를 그라프트 공중합시켜 MA/TMPTA 변성 알키드 수지를 제조하였다. 수지의 산가는 MA 첨가량으로 제어하였으며, 수용화에는 N,N-dimethylethanol amine(DMEA)를 사용하였다. TMPTA의 첨가량 변화에 의한 분자량, 유리 전이온도, 수용화 후의 점성도 및 그라프트율을 측정하였으며, 가교도막의 경화온도별 겔분율 변화를 조사하였다. 또한 멜라민 수지 경화 도막의 내열성, 내자외선성, 내수성 및 저장 안정성을 측정하고, TMA/TMPTA 변성 알키드 수지의 물성과 비교하였다. TMPTA의 첨가량이 증가할수록 수용화 후의 점성도, 겔분율, 그라프트율 및 분자량이 증가하였으며, 유리 전이온도(Tg)는 감소하였다. 고형분 함량에 따른 점성도 변화는 고형분 30%일 때보다 40%일 때가 더 낮게 나타났으며, 중화도에 따른 점성도 변화는 중화도가 높을수록 낮은 점성도를 나타내썼다. 내열성, 내자외선성, 내수성은 MA/TMPTA 변성 알키드 수지가 TMA/TMPTA 변성 알키드 수지보다 우수하였으나, 저장 안정성은 TMA/TMPTA 변성 알키드 수지가 우수함을 알 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권3호
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• pp.170-187
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• 2010

열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer, TPE)는 학술적 기초 및 응용은 물론이고 산업적, 상업적으로 매우 중요한 유기 소재의 하나이다. TPE는 블록 공중합체뿐만 아니라 많은 다른 고분자분야에서도 중요한 한 영역으로 생각할 수 있다. 가황 고무가 갖고 있는 성질과 열가소성 플라스틱이 보이는 성질을 동시에 갖고 있기 때문이다. 또한 블록과 그라프트 공중합체, 이들 혼합물, 가황 물질에서 비롯된 일련의 성질을 보여주기 때문이다. 이 소재의 중요성은 출판되는 간행물(논문, 특허, 보고서 등)의 수에서도 알 수 있다. 'thermoplastic elastomer'를 키워드로, 열가소성 탄성체의 개념이 들어간 간행물의 숫자를 SciFinderScholar를 이용하여 조사한 결과, 1939년 ~ 2010년 7월 10일 사이에 18,508편에 이르렀으며, 특히 1990년 중반부터 그 숫자가 기하급수적으로 늘었다. 열가소성 플라스틱의 성질과 가교탄성체의 성질을 동시에 갖고 있는 TPE의 영역을 설명할 때 과학적, 기술적, 상업적인 관점을 모두 고려해야 한다. 본 보문에서는 TPE의 역사적인 관점을 먼저 설명하고, 화학적, 구조적 및 모폴러지 연구 동향을 다루고자 한다. 또한 주요 제조법과 현대적 분석 기술을 다룰 것이다. 이어 TPE의 성질과 가공성, 유기소재 사이에서의 입지와 응용에 대해도 분석한 후, 향후의 발전 방향에 대하여 논의하고자 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제49권4호
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• pp.299-314
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• 2021

본 연구에서는 리그닌 기반 다공성 탄소(lignin-based porous carbon; LBPC)를 수산화칼륨(KOH)으로 활성화할 때 온도가 비표면적과 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 리그닌과 acrylonitrile을 그라프트 중합으로 합성한 리그닌-polyacrylonitrile (PAN) 공중합체를 전구체로 하여 LBPC를 제조한 후 LBPC를 KOH로 600, 700, 800, 900℃에서 활성화하여 활성화 처리한 LBPC (KA-LBPC-6, 7, 8, 9)를 제조하였다. KA-LBPC의 표면 특성을 알아보기 위해 주사전자현미경으로 관찰하였으며, 비표면적 분석을 통해 기공 특성을 파악하였다. 전기화학적 특성은 3전극 시스템으로 분석하였다. 실험 결과 SEM 사진상에서 활성화 처리에 의한 미세기공 형성을 관찰하였다. KA-LBPC-7의 비표면적은 2480.1 m²/g, 미세기공 부피는 0.64 cm³/g, 중기공 부피는 0.76 cm³/g으로 KA-LBPC 중에서 가장 좋은 기공 특성을 보였다. 전기화학적 특성 역시 2 mV/s의 주사속도에서 비정전용량이 151.3 F/g이었던 KA-LBPC-7이 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.581-587
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• 2022

피혁 산업은 매년 여러 유형의 유해한 피혁 폐기물을 발생시킨다. 그중에서, 셰이빙 스크랩은 크롬이 함유되어 있어 재활용하기 어렵다. 최근에 셰이빙 스크랩을 이용한 흡착제, 충전제 및 가금류 사료와 같은 다양한 부가가치 제품생산에 활용될 수 있는 많은 연구 결과들이 발표되었다. 본 연구에서는 셰이빙 스크랩으로부터 콜라겐 펩타이드를 추출하고, 이들의 물성을 개선하여 새로운 소재로 사용될 수 있는 방법을 연구하였다. 먼저, 수산화나트륨을 이용하여 셰이빙 스크랩에 포함된 크롬을 제거하였다. 그리고 가수분해물을 제조하여 농축 및 저온 결정화를 통해 정제하였다. 정제된 콜라겐 펩타이드 농축물을 스프레이 드라이어를 이용하여 분말로 제조하였다. 추출 및 정제된 콜라겐 펩타이드와 methacrylic anhyride (MAA)를 반응시켜 이중결합을 도입하였으며, ¹H 핵자기공명분광법으로 확인하였다. 다음으로, 개질화 콜라겐 펩타이드에 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA)와 레독스 중합하여 공중합체를 만들었으며, 적외선 분광분석으로 그라프트 여부를 정성적으로 확인하였다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 피혁 폐기물인 셰이빙 스크랩으로부터 콜라겐 펩타이드를 추출한 후 일정한 처리를 통하여 새로운 친환경 재료로 전환할 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.581-585
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• 2010

산업폐기물 중의 하나인 무기 금속화합물, Alnico를 1,3,5-trimethylcyclotrisilazane으로 표면 처리하여 충전제로 하고 EPDM에 maleic anhydride (MA)를 용융 중합법으로 그라프트시켜 제조한 말레화 EPDM과 ${\alpha},{\omega}$-bis(3-aminopropyl)polydimethylsiloxane을 공중합시켜 제조한 말레화 EPDM-polydimethylsiloxane공중합체(MEPDM-PDMS)와 EPDM 및 표면처리된 Alnico를 compounding하여 composite rubber를 제조하였다. EPDM/Alnico/MEPDM-PDMS 방진고무는 MEPDMPDMS와 EPDM을 중량비로 1 : 10으로 하고 또한 충전제의 함량을 EPDM에 대하여 25, 50 phrs로 그리고 개시제로 dicumyl peroxide (DCP)를 첨가하여 compounding시킨 다음 유압 고온 프레스로 가교시켜 제조하였다. 제조한 composite rubber의 열적특성을 측정한 결과 MEPDM-PDMS를 첨가하여 제조한 시료의 Tg가 EPDM만으로 제조한 고무보다 약간 낮은 $-33^{\circ}C$ 부근으로 나타났고 DMA의 측정결과 손실계수 tan ${\delta}$는 MEPDM-PDMS을 혼합한 경우가 더 크게 나타나는 것으로 보아 방진 특성이 우수함을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권3호
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• pp.225-231
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• 2014

본 연구에서는 폴리프로필렌 (PP)과 에틸렌 비닐알코올 공중합체 (EVOH)의 블렌드에 있어 발생하는 상분리 현상을 방지하고자 PP에 itaconic acid (IA)가 그라프트 된 PP-g-IA 를 상용화제로 이용하였다. PP-g-IA 상용화제는 PP base에 IA의 투입량을 1, 2, 5, 10 wt.% 로 달리하면서 투입하여 제조하였으며, FT-IR과 $^1H$ NMR 분석을 통하여 성공적으로 PP에 IA가 그래프트 되었음을 확인하였다. 이 중 그래프트율이 1% 로 가장 높게 나타난 PP-g-IA 상용화제를 PP/EVOH 블렌드 연구에 적용하였다. 신규 상용화제가 적용된 PP/EVOH 블렌드는 SEM을 이용하여 모폴로지를 관찰하였고, DSC 와 UTM를 이용하여 열적 기계적 특성을 분석하였다. 분석 결과, PP-g-IA 상용화제는 PP/EVOH 블렌드의 계면접착력을 향상시키는 것으로 나타나 상용화제로써의 유효성이 확인되었다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.109-113
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• 2011

${\alpha},{\omega}$-Hydroxypropylpoly(dimethylsiloxane)은 ${\alpha},{\omega}$-hydrogenpolydimethylsiloxane을 allyl alcohol과 반응시켜 제조하였으며 이를 말레화 PE에 그라프트 시켜 MPE-g-PDMS 공중합체(MPES)를 제조하였다. MPES와 HDPE 및 4-ethoxybenzoic acid로 표면처리 된 MWCNT를 internal mixer에 가하고 $180^{\circ}C$에서 compounding하여 MPES/HDPE/EtO-CNT 복합체를 제조하였다. 열적특성을 측정한 결과 표면처리 된 CNT의 함량을 10에서 20 wt%로 증가시켜 제조한 MPES/CNT 복합체의 $T_m$은 132에서 $131^{\circ}C$로 약간 감소되었고 MPES/EtO-CNT 복합체의 경우 EtO-CNT의 함량을 10에서 20 wt%로 증가시킴에 따라 130에서 $129^{\circ}C$으로 약간 감소되었다. 또한 EtO-CNT를 사용하여 제조한 복합체의 경우 $120^{\circ}C$에서 전기저항이 급격하게 증가되어 PTC 현상이 나타났으며 또한 EtO-CNT의 함량을 10 wt%로 하여 제조한 복합체의 PTC intensity가 1.9로 가장 높게 나타났다.

• 공업화학
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• 제35권5호
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• pp.418-422
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• 2024

이축압출기를 이용하여 셀룰로오스 나노섬유(CNF)가 3, 7, 10 phr 함유된 폴리프로필렌(PP)/CNF 복합체를 제조하였다. CNF는 분말 또는 에틸렌-아크릴산 공중합체(EEA)에 마스터배치(MB) 형태로 투입되었으며, 상용화제로 무수말레인산 그라프트 PP (PP-g-MAH)를 사용하였다. 인장강도와 굴곡강도를 측정한 결과 상용화제가 적용된 PP/CNF 복합체의 기계적특성 개선 정도가 가장 크게 나타났으며, 이는 PP와 CNF 사이의 상용성 증가에 의한 것임이 SEM의 형태학 분석 결과 확인되었다. 순수 PP 대비 PP/CNF 복합체의 저 주파수 영역에서의 복소점도는 증가하지만 면찰담화(shear thinning) 현상의 증가로 가공특성에는 큰 차이가 없음을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.750-759
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• 2016

크라프트 리그닌-polyacrylonitrile (PAN) 그라프트 공중합체의 전기방사 나노섬유매트를 열처리와 이산화망간($MnO_2$) 전기증착법을 이용하여 리그닌 기반 탄소나노섬유 매트(lignin based carbon nanofiber mat, LCNFM)로 제조하고, 슈퍼캐퍼시터용 전극소재(electrode)로의 응용가능성에 대하여 조사하였다. 전기증착 처리시간이 길수록 $MnO_2$-LCNFM 표면의 흡착되는 이산화망간양이 증가하였으며, 이에 따른 탄소나노섬유의 직경과 이산화망간 흡착층이 증가하였다. $MnO_2$-LCNFM 전극의 전기 화학적 특성을 순환전압전류측정(cyclic voltammetry)을 통해 평가하였고, 최대 $168.0mF{\cdot}cm^{-2}$의 비축적용량을 보였다. $MnO_2$-LCNFM를 이용하여 $H_3PO_4$/Polyvinyl alcohol 겔 전해질로 제작한 하이브리드 슈퍼캐퍼시터(hybrid supercapacitor)는 약 90%의 전기용량 효율(capacitance efficiency)을 보였으며, 1,000회의 충 방전 시험에서 안정적인 거동을 나타냈다.

• 멤브레인
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• 제27권4호
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• pp.328-335
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• 2017

메조포러스 공극구조를 갖는 광촉매 멤브레인은 다양한 환경기술에 적용될 수 있다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 층을 형성시킨 광촉매 반응기용 세라믹 멤브레인을 개발하고 이를 염색용액 처리에 적용하였다. 높은 공극률과 균질성을 지닌 $TiO_2$ 광촉매층을 그라프트 공중합체를 사용하여 제조하였다. 멤브레인은 광촉매 반응기와 멤브레인 여과를 결합시킨 하이브리드 광촉매 반응기에 성공적으로 적용하였다. 실험결과 정렬된 구조의 $TiO_2$ 층이 $Al_2O_3$ 지지체에 형성되었다. $TiO_2$ 층 형성 후 제조된 세라믹 분리막의 순수 투과도는 형성된 광촉매 층 저항으로 감소하였다. 정렬된 구조의 $TiO_2$ 층은 UV 결합 시 5시간 안에 완벽한 염색용액 분해를 달성시킬 수 있었다. 광촉매 멤브레인의 염색용액 분해는 Langmuir-Hinshelwood 흡착 모델로 잘 설명할 수 있었다. 또한 $TiO_2$ 층이 고정화된 세라믹 멤브레인의 model Congo Red에 대한 1차 속도상수는 $Al_2O_3$ 지지체 단독인 경우에 비해 약 6배 정도 큰 값을 나타내었다(0.0081 vs. $0.0013min^{-1}$).