본 연구에서는 전기 도금법을 이용하여 수 마이크로미터(${\mu}m$)에서 수십 마이크로미터 크기의 수지상(dendrite) 구리분말을 제조하였다. 구리 도금욕의 종류($Cu_2P_2O_7$, $CuSO_4$, $CuCl_2$), 인가 전위(E, Volt) 및 기판에 따른 수지상(Dendrite)의 형상적인 특성이 비교되었으며, 형상에 따른 겉보기밀도와 비표면적 측정(BET)이 진행되었다. 수지상의 2차 가지길이와 주축길이의 비(ratio)를 형상의 차이로 분류한 결과 염화구리 도금욕에서 0.14 로서 가장 큰 값을 가지며 겉보기 밀도는 $1.04g/cm^3$로 가장 낮은 값을 보였다.
가전분야에서 EG강판 위에 피복된 크롬-프리 코팅은 내식성 및 심미성 이외에도 전기전도성이 요구되는데 이는 가전기기로 사용되므로 전자파 차폐성 및 용접성을 부여하기 위함이다. 내식성의 관점에서 보면 코팅된 수지 부착량이 많을수록 부식인자의 침투를 방해하여 내식성이 향상되나 일정한 부착량 이상에서는 전기전도성이 취약해지는 단점을 가지게 된다. 따라서 본 연구에서는 수지내에 나노금속분말을 고르게 분산시키는 연구 및 이를 이용하여 기존의 수지두께 이상에서도 전기전도성을 가질 수 있는 강판을 연구하였다.
다공성 수지상 구리분말은 그 구조적 특성으로 인해 다양한 촉매 분야에 사용되어왔으며, 본 연구에서는 전해도 금욕의 종류에 따라 수지상 구리의 표면적 특성에 대해 연구하였다. 도금욕의 종류($CuSO_4$, $CuCl_2$, $Cu_2P_2O_7$), 인가 전위, 도금시간(1, 5, 10, 30min)에 따른 수지상 형상을 비교하였다. SEM 이미지 분석 결과 황산구리와 염화구리 도금용액에서는 plate-like dendrite 형상이 관찰되었으며, 피로인산구리 도금용액에서는 needle-like dendrite 형상이 관찰되었다. 정전위 실험결과 도금용액별 한계전류밀도에서 음(-)의 방향으로 100mV 낮은 지점의 인가 전위 및 도금시간 10분에서 3가지 용액 모두 가장 미세한 수지상 입자가 관찰되었다. 도금용액별 겉보기 밀도 및 BET 비표면적을 측정해본 결과 미세한 수지상일수록 겉보기밀도는 낮게 비표면적은 크게 측정되었다. 가장 낮은 겉보기 밀도와 가장 높은 BET 비표면적을 가지는 용액은 염화구리 도금용액이었으며 그 값은 $0.951g/cm^3$, $1.8052m^2/g$이었다.
본(本) 연구(硏究)는 토란분말(土卵粉末) 및 밀가루 분말(粉末)을 알카리와 반응(反應)시켜 제조(製造)한 접착제(接着劑)를 합판용(合板用)으로 개발(開發)코저 실시(實施)하였다. 토란(土卵) 및 밀가루 접착제(接着劑) 대(對) 요소수지(尿素樹脂)의 비(比)를 각각(各各) 0:100, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 80:20, 100:0으로 혼합(混合)하여 합판접착(合板接着)에 적용(適用)하였으며 또한 비교실험(比較實驗)을 위하여 요소수지(尿素樹脂)에 대한 통상적(通常的)인 증량방법(增量方法)인 밀가루 분말(粉末) 대(對) 요소수지(尿素樹脂)와의 증량비(增量比)를 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50으로 혼합(混合)한 접착제(接着劑)로 합판(合板)을 제조(製造)하여 그 접착력(接着力)을 비교(比較) 분석(分析)하였다. 토란접착제(土卵接着劑)에 요소수지(尿素樹脂)를 30:70의 비(比)로 혼합(混合)한 것이 상태(常態) 및 내수접착력(耐水接着力)에서 가장 우수한 토란접착제(土卵接着劑)에 요소수지(尿素樹脂)를 혼합(混合)하여 제조(製造)한 합판(合板)의 상태접착력(常態接着力)은 혼합비(混合比) 60:40 까지는 같은 혼합비(混合比)의 밀가루 접착제(接着劑)를 혼합(混合)한 것과 밀가루 분말(粉末)을 증량(增量)한 것보다 높은 값을 나타냈다. 밀가루 접착제(接着劑)에 요소수지(尿素樹脂)에 혼합(混合)한 합판(合板)의 상태접착력(常態接着力)은 밀가루 분말(粉末)을 증량(增量)한 것과 비교(比較)하여 혼합비(混合比) 20:80(밀가루 접착제(接着劑) : 요소수지)까지는 비슷한 값을 보이다가 혼합비(混合比) 30:70에서부터는 높은 값을 나타내고 있다. 토란접착제(土卵接着劑) 및 밀가루 접착제(接着劑)를 요소수지(尿素樹脂)에 혼합(混合)한 합판(合板)의 내수접착력(耐水接着力)은 혼합비(混合比) 40:60(토란(土卵) 및 밀가루 접착제(接着劑) : 요소수지(尿素樹脂)) 까지는 밀가루 분말(粉末)을 증량(增量)한 것보다 훨씬 높은 값을 나타내었다. 토란접착제(土卵接着劑)를 혼합(混合)한 것은 밀가루 접착제(接着劑)를 혼합(混合)한 것과 비교(比較)하여 전혼합비(全混合比)에서 높은 내수접착력(耐水接着力)을 보였다. 밀가루 분말(粉末)을 직접(直接) 증량제(增量劑)로 가용(使用)한 것보다 알카리와 반응(反應)시켜 만든 토란접착제(土卵接着劑) 및 밀가루 접착제(接着劑)를 혼합(混合)한 것이 상태(常態) 및 내수접착력(耐水接着力)을 상당(相當)히 증진(增進)시킬 수 있었는데 이것은 제조(製造)된 접착제(接着劑) 자체(自體)가 접착성(接着性)을 갖기 때문에 나타난 결과(結果)로 생각된다.
건축물에서의 3D 프린팅은 구조재 및 비구조재로의 적용으로 구분되며, 비구조재는 내 외장 패널이나 조형물로의 적용 등이 주를 이룬다. 연속적으로 적층하여 제조하는 3D 프린팅 방식은 시멘트 모르타르의 경화속도나 특성을 개질하며 이를 위한 재료의 혼입과 경화속도나 시공성, 접착성의 개선을 위한 시멘트 혼화용 폴리머의 사용이 필수적이다. 본 연구는 적층방식 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트, 플라이애시, EVA 및 EVCL 분말수지의 혼입률을 달리하여 고온에서의 특성을 검토하였고 혼입에 따른 유효성 여부를 확인하였다. 실험결과, EVA 및 EVCL 분말수지에 혼입에 따라 시멘트 모르타르는 연행된 공기에 의해 특성이 개질되었고 EVA보다는 EVCL을 혼입한 시험체가 고온에서 유리하였다.
본 연구는 철근 콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 고성능 다기능 폴리머 시멘트 복합체의 개발을 목적으로, 우수한 성능을 갖는 VA/E/MMA (Vinyl Acetate/Ethylene/Methyl Methacrylate) 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트를 병용한 폴리머 시멘트 모르타르의 염화물이온 침투 저항성, 중성화 저항성, 건조수축 및 철근부식 촉진시험을 통하여 그 내구성과 방청성을 검토하는 것이다. 그 결과, 폴리머 결합재비에 관계없이 칼루마이트의 치환에 의해 폴리머 시멘트 모르타르의 내구성이 일부 저하하는 경향을 보였으나, 이는 폴리머 결합재비의 증가에 따라 크게 개선되었다. 방청성의 경우 VA/E/MMA 분말수지 사용으로 시멘트 매트릭스 내 생성된 폴리머 필름에 의한 이온 및 가스투과 저항성 증대와 칼루마이트의 이온교환반응에 따른 염화물 이온 흡착 및 아질산 이온을 방출하는 자기방청기능에 의하여 우수한 방청효과를 보였다. 따라서, 철근콘크리트 구조물의 장수명화를 위해 VA/E/MMA 터폴리머 분말수지와 아질산형 하이드로칼루마이트의 병용에 의해 우수한 방청성과 내구성을 갖는 폴리머 시멘트 복합체의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구는 액상폴리머인 에폭시수지를 이용한 고내구성 폴리머 시멘트계 재료를 개발할 목적으로 고로슬래그미분말 치환율을 20%로 고정하고, 4종류의 알칼리 활성화제를 이용한 경화제 무첨가 에폭시수지 혼입 폴리머 시멘트 모르타르를 제작하여, 강도 특성, 에폭시수지 경화도, 흡수율, 내황산성, 중성화 및 염화물이온 침투저항성을 검토한 것이다. 그 결과, 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 고로슬래그 미분말 20%를 사용한 경화제 무첨가 EMM의 압축강도는 폴리머 결합재비 10%에서 최댓값을 나타냈으며, 폴리머 결합재비 20%에서는 에폭시수지의 경화도 감소와 함께 압축강도 또한 감소하는 것으로 나타냈다. 휨강도는 압축강도와 마찬가지로 수산화칼슘을 첨가한 것이 가장 우수하게 나타났으며, 폴리머 결합재비의 증가와 함께 증가하였으며, 모두 9.0 MPa 이상의 휨강도를 발현하였다. 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 경화제 무첨가 EMM의 방수성, 중성화 및 염화물이온 침투저항성은 폴리머 결합재비의 증가와 함께 현저히 개선되었으며, 4종류의 알칼리 자극제 가운데 수산화칼슘을 첨가한 모르타르가 가장 우수한 것으로 나타났다. 한편, 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 경화제 무첨가 EMM의 내황산성은 폴리머 결합재비의 증가와 함께 떨어졌는데, 이것은 폴리머 결합재비의 증가에 따른 에폭시수지의 미경화 에폭시수지의 증가에 기인한 것으로 판단된다. 4가지 알칼리 자극제의 종류에 대하여 물성 및 내구성을 비교 검토한 결과, 수산화칼슘을 첨가한 것이 가장 우수한 것으로 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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