• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2008.10a
• /
• pp.77-78
• /
• 2008

최근 이산화탄소 흡수원으로 해조류의 배양과 이산화탄소 고정에 대한 영향 분석연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 또한, 해조류에서 바이오에너지를 얻기 위한 연구와 해조류의 구성성분인 섬유, 당 및 지질을 이용하기 위한 연구도 다양하게 진행되고 있다. 해조류 섬유는 주로 종이 및 바이오복합재료 제조에 사용되며 추출물은 식품 등에 사용될 수 있다. 특히, 해조류 섬유는 셀룰로오스 섬유와 유사한 특성을 가지기 때문에 바이오복합재료의 천연섬유 보강재로서 사용이 가능하다. 바이오복합재료는 천연섬유를 보강재로 사용한 에너지절약과 친환경 특성을 가진 고분자복합재료로서 현재 자동차 및 건축물의 내장재로 사용되고 있는 유리섬유 보강 고분자복합재료를 대체할 수 있는 신소재이다. 본 논문에서는 해조류 기반 친환경 에너지소재의 세계적 연구동향 및 해조류 섬유를 이용한 신소재 개발연구로서 홍조류 섬유 보강 바이오복합재료에 대한 연구결과를 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.176.1-176.1
• /
• 2011

세계적으로 석유 기반 자원의 고갈에 따른 부족, 기후변화협약 및 환경규제 강화에 의해 세계적으로 바이오소재를 이용하고자 하는 연구와 더불어 유리강화복합재료의 대체물질로 적합한 천연섬유를 보강재로 사용하는 바이오복합재료의 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 최근 새로운 신재생에너지원으로 각광 받고 있는 바이오에너지 중 해조류는 가장 자연친화적이고 생산력이 뛰어난 바이오매스로 알려져 있다. 해조류는 바닷물 속에 녹아 있는 탄소를 흡수할 뿐만 아니라 광합성을 통해서도 탄소를 흡수하면서 성장하기 때문에 탄소흡수원의 역할을 하게 되며, 해조류 바이오에너지를 생산할 경우 화석연료를 대체하여 지구온난화의 주범인 온실가스를 감축하는 기능을 한다. 본 연구에서는 해조류를 이용한 바이오에너지 생산 공정에서 2차적으로 발생하는 부산물을 보강재로 사용한 바이오복합재료의 제조와 제조된 바이오복합재료의 열적 특성 및 동역학적 특성을 분석하였다. 해조류 부산물의 화학적 전처리에 따른 Thermogravimetric analysis(TGA) 분석 결과로 cellulose 함량이 가장 높고 불순물이 적은 황산 처리한 파래를 이용해 파래/Polypropylene(PP) 바이오복합재료를 다양한 보강비율 (20-50wt%)로 압축성형 하였다. 파래/PP 바이오복합재료의 저장탄성률은 파래 함량이 40wt%일 때 4.0 Gpa으로 최대값을 보였으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 8.1% 향상된 결과이다. 파래/PP 바이오보합재료의 열팽창 특성은 파래 함량이 증가함에 따라 열팽창계수가 낮아지는 경향으로 50wt%일 때 가장 낮은 값을 나타내었으며 이는 PP 매트릭스와 비교했을 때 약 56% 향상된 결과이다. 따라서 비생분해성 고분자에 새로운 신재생 바이오매스인 해조류를 보강재로 사용하여 열적 특성 및 동역학적 특성이 향상된 친환경적인 바이오복합재료의 제조 가능성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.434-435
• /
• 2009

최근 바이오매스를 친환경 소재로 활용하기 위한 연구개발 및 응용연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 바이오매스를 기반으로 한 대표적인 친환경 소재는 바이오복합재료로서 현재 자동차의 내 외장재료로 사용되고 있으며 응용분야가 전자재료, 포장재료 등으로 다양하게 확대되고 있다. 바이오매스는 이산화탄소 흡수원일 뿐만 아니라 바이오매스를 이용한 바이오복합재료는 경량재료로서 자동차에 사용될 때 연비향상에 의해 이산화탄소 저감에 크게 기여할 수 있다. 최근에는 바이오매스를 기반으로 하여 고강도 특성 등 기존재료에 비해 우수한 특성을 가지는 나노소재를 제조하고 이를 다양한 에너지소재로 활용하기 위한 연구도 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 바이오매스를 기반으로 한 친환경 소재로서 바이오매스를 기반으로 한 바이오복합재료 및 친환경 나노소재의 연구동향 및 응용분야에 대해 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.176.2-176.2
• /
• 2011

전 세계는 화석연료의 과사용으로 에너지 고갈과 환경오염의 문제에 직면하고 있으며, 자연과 공존하며 지속성장할 수 있는 신재생에너지의 이용확대에 대한 개발이 부각되고 있다. 이에 따라 지속적인 발전과 함께 에너지보존 및 효율적인 환경보존을 위한 대체 가능한 새로운 에너지의 개발에 관심이 모아지고 있다. 최근 부각되고 있는 바이오에너지(바이오에탄올, 바이오디젤, 바이오가스 등)를 생산하는 여러 가지 새로운 바이오매스 중 해조류는 이산화탄소 흡수 능력이 매우 뛰어나고, 에너지 저장성이 우수하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 새로운 바이오매스원인 해조류의 부산물의 표면 특성 및 바이오복합재료의 보강재로써의 이용가능성에 대해 분석하였다. 바이오복합재료에서 소수성인 고분자와의 상호보완적 계면 결합은 보강재의 중요한 특성 중 하나이다. 해조류 부산물의 표면을 화학적 처리함으로써 폴리머 매트릭스와 해조류 부산물 사이의 계면결합이 향상됨을 기대할 수 있으며 이에 따라 해조류 부산물을 보강재로 사용한 바이오복합재료의 기계적 강도 또한 향상됨을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 원자힘현미경(Atomic force microscope; AFM)을 사용하여 해조류 부산물의 화학적 처리에 따른 표면특성을 관찰하였으며, 친환경적인 바이오매스인 해조류 부산물을 바이오복합재료의 보강재로써의 이용가능성에 대해 연구함으로써, 지구온난화의 주원인인 온실가스 발생을 줄이고, 자원고갈이라는 에너지 위기를 극복할 수 있는 친환경적인 대안을 제시 할 수 있다.

• Polymer Science and Technology
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.460-476
• /
• 2002

• Journal of Adhesion and Interface
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.96-103
• /
• 2016

In this work, pellets consisting of cellulose-based natural fiber bamboo and poly(lactic acid) (PLA) was prepared by extrusion process and then bamboo fiber/PLA biocomposites with various fiber contents were produced by injection molding process. The water treatment effect of bamboo fibers on the flexural, tensile, and impact properties and heat deflection temperature of the biocomposites were investigated. The thermal stability of bamboo and the flexural properties, tensile modulus, and impact strength depended on the presence and absence of water treatment as well as on the fiber content, whereas the heat deflection temperature are influenced mainly by water treatment. The increase of the mechanical and impact properties of biocomposites is ascribed to the improvement of the interfacial adhesion between the bamboo fibers and the PLA matrix by the water treatment. The result suggests that the pre-treatment of natural fibers by using water, which is environment-friendly and labor-friendly, may contribute to enhancing the performance of biocomposites.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.199-202
• /
• 2003

The dynamic characteristics of composite tool bars depend on the clamping conditions such as clamping force, stiffness and surface characteristics of clamping parts as well as the basic structures. Therefore, in this work, the effects of clamping part conditions on the dynamic characteristics of cantilever type composite machine tool structures with clamped joint were investigated because the cantilever type machine tool structures are ideal cases for composite application to increase the natural frequency and damping of structures. New design of the clamping part was developed in order to improve shear properties of the clamping part and dynamic characteristics of composite tool bars. From FE analysis and Impulse response tests, dynamic characteristics were obtained with respect to the clamping part conditions of the new design.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.206-210
• /
• 2003

Machining of deep holes with conventional boring bars frequently induce chatter vibration because of their low dynamic stiffness which is defined as the product of static stiffness and damping of conventional boring bar materials. In addition, the specific stiffness ($E/{\rho}g$) of boring bars is more important than the static stiffness to increase the fundamental natural frequency of boring bars in high speed machining. Therefore, boring bar materials should have high static stiffness and high damping as well as high specific stiffness. The best way to meet requirements is to employ fiber reinforced composite materials for high speed boring bars because composite materials have high static stiffness, high damping and high specific stiffness compared to conventional boring bar materials. In this study, the dynamic characteristics of carbon fiber epoxy composite boring bars were investigated. From the metal cutting test, it was found that the chatter was not initiated up to the ratio of length to diameter of 10.7 at the rotating speed of 2,500 rpm.

• Journal of Adhesion and Interface
• /
• v.13 no.3
• /
• pp.121-130
• /
• 2012

In the present study, bamboo/PLA biocomposites through injection molding process using extruded bamboo/PLA pellets with the fiber contents of 30, 40, and 50 wt% according to the presence and absence of bamboo fiber grinding, respectively, were fabricated and their mechanical, thermal, impact, and water absorption properties were explored. Compared to neat PLA, the flexural modulus, tensile modulus, storage modulus and impact strength of bamboo/PLA biocomposites were considerably increased. In particular, the moduli were further increased by introducing the ground bamboo fibers. In addition, use of the ground bamboo fibers was effective to enhance the long-term water resistance of the biocomposites. The heat treatment temperature of neat PLA was improved by 16% by incorporating the bamboo fibers and the fiber grinding effect was slight. The incorporation of the ground bamboo fibers to PLA did not influence the tensile strength and impact toughness of bamboo/PLA biocomposites.

• Journal of Adhesion and Interface
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.106-112
• /
• 2009

In the present work, novel biocomposites made with biodegradable Lyocell woven fabrics and poly (butylene succinate) were successfully fabricated for the first time. Lyocell/poly(butylene succinate) biocomposites with different fiber loadings of 0, 30, 40, 50 and 60 wt% were prepared by compression molding with a sheet interleaving manner. The effect of Lyocell fabric loading on the interlaminar shear strength, tensile and flexural properties, heat deflection temperature, thermal expansion behavior, and thermal stability of the biocomposites was investigated. The properties strongly depended on the fabric loading and the results were consistent with each other. It was demonstrated that the Lyocell fabrics played a remarkable role in improving the properties of poly(butylene succinate) resin by incorporating the fabrics into the resin. The greatest inter-laminar, tensile, flexural and thermal properties of the biocomposites were obtained with Lyocell fabrics of 50% by weight.