에폭시수지에 층상실리케이트 나노입자를 충진함량별로 충진시킨 나노콤포지트를 제조하여 충진함량의 변화와 분산제 첨가를 통하여 분산제효과를 조사하였다, 충진함량의 변화는 1, 3, 5, 7, 9wt%과 분산제 변화를 05, 1.5, 2.5wt%로 구조적, 열적, 전기적 특성을 조사하였다. 분산처리는 초음파 기법을 적용하여 분산하였다. 구조적 특성으로 X-RD조사한 결과 0.5wt%분산제처리를 한 경우 완전한 박리를 가져오지 못하였고, 부분적인 박리를 가져왔다. 이는 분산제 처리량이 나노입자 표면정체를 제어할수 없기 때문으로 사료된다. 분산제 1.5wt%를 첨가한경우로 충진함량별 X-RD특성은 1wt%는 완전한 박리를 나타내었고 함량의 증가에 따라 박리정도가 약간 낮아지는 경우를 알 수 있다. 이런 경우 전기적특성중 단시간 절연파괴특성에서 나타내고 있다. 충진함량이 낮을수록 스케일파라미터의 값이 높고, 함량이 증가할수록 낮아지는 경우이다. 이는 분산정도에따라 절연파괴강도에 영향을 주고 있음을 알 수 있다. 열적특성에서 유리천이온도는 1,3,5wt%에서는 증가하는 결과를 더욱 충진함량이 증가하면 오히려 감소되는 특성을 나타내고 있다. 결국은 분산정도에따라 전기적 특성 및 열적특성이 크게 변화되는 특성을 나타내었다.
액체산소를 작동유체로 하여 추진제 공급배관에 대한 충진 및 대기 시험을 수행하였다. 추진제 공급 시스템은 추진제 탱크의 출구에 필터가 장착된 형상이다. 추진제의 충진이 완료된 후 대기 과정동안 액체산소의 증발과 이것이 시스템의 재순환 성능에 미치는 영향을 살펴보았다. 추진제의 충진 속도와 탱크 얼리지의 압력이 배관 내 액체산소의 상태에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 필터의 장착 위치로 인해 대기 과정동안 배관 내부에서 geysering 현상은 발생하지 않았다.
은행잎 엑스의 안정성을 증가시키기 위하여, 세 가지 다른 형태의 충진제(SBO, PEG400, PEG600 처방 형태)를 세 가지 다른 형태의 캅셀 피막제(ssmb, smb, gmb 처방 형태)에 충진하여 연질캅셀을 제조하고 이들 처방이 은행잎 엑스의 안정성에 미치는 효과를 연구하였다. 각 형태의 안정성은 $40^{\circ}C$, 75% relative humidity(RH) 조건에서 8주간 그들의 붕해시간 및 함량 측정으로 평가하였다. 시험한 충진제 및 캅셀 피막제 중, PEG600 충진처방과 ssmb 피막처방을 사용한 은행잎 엑스가 가장 좋은 안정성을 나타내었다.
본 연구에서는 변성기용으로 사용되는 에폭시 복합체에 대해 절연 파괴 실험을 하고 그 데이터를 와이블 분포 확률을 이용해서 시뮬레이션을 하였다. 에스테르기의 기여에 의한 가교밀도 때문에 저온에서 경화제가 증가할수록 파괴강도가 증가하고 충진제를 첨가한 시료들의 파괴강도는 비충진 시료들의 경우 보다 더 낮았는데 이는 충진제 첨가가 계면을 형성하고 전하가 축적되어 분자의 이동도가 증가되고, 전계가 집중되어 전자 가속화 및 전자 사태의 성장이 초기에 도달되기 때문으로 사료된다. 또한 와이블 분포의 분석으로부터 허용 절연파괴 확률이 0.1[%]로 주어질 때, 인가 전계값은 21.5[kV/mm] 이하가 되어야 함을 확인하였다.
본 연구는 순수 Polyurethane과 일반적인 난연제인 $Al(OH)_3$ 및 $Mg(OH)_2$를 첨가한 sample과 Cloisite Na+, Cloisite 15A를 첨가한 sample의 난연성 및 기계적 특성을 비교하였다. 또한 Sodium silicate와 Polyurethane을 혼합한 것에 경량성 충진제인 Vermiculite, Perlite를 충진한 sample의 난연성 및 기계적 특성을 확인하였다. 그 결과, Cloisite Na+와 Cloisite 15A를 첨가한 sample과 Sodium silicate를 혼합한 sample에서 난연제를 첨가한 것과 같은 등급의 난연성을 확인하였다. 인장강도는 filler의 양이 증가함에 따라 저하 되었으나, sodium silicate를 첨가한 sample의 경우 다른 sample 보다 강도가 향상됨을 확인하였다.
콘크리트 구조물의 FRP를 이용한 보수보강 시 유기계 접착제인 에폭시 수지를 활용한 부착 공법이 일반적으로 사용되고 있으나 터널이나 하수박스 같은 습기가 많은 지역에서는 부착력이 발현되지 못하여 구조물의 보강 및 내구성에 문제가 있는 것으로 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시멘트계 충진제를 사용하여 습윤 상태에서 콘크리트 구조물을 보강하고자 하였다. 먼저, 각각의 부착력을 알기 위하여 직접 부착실험을 실험을 통해 무기계 충진제가 습윤상태에서도 KS F 4716 규정에 만족함을 알 수 있었다. 반면, 에폭시 접착제는 포화율 100%에서 부착강도가 $0.73N/mm^2$, 14일 $0.84N/mm^2$로 습윤 상태에서의 부착성능에 문제점을 나타내었다. 또한 2차 실험으로 진행된 충진제 두께별 GFRP보강 보의 휨 강도측정에서는 충진제 두께가 10mm, 20mm, 30mmd일 때 각각 113%, 66%, 75%의 보강효과를 보였다. 이에 따라 충진제의 두께가 10mm일 때 안정적인 부착성능을 발휘하는 것을 알 수 있었다.
점토광물은 자연 산출되는 광물로써 양이 풍부하고 가격이 저렴하여 여러 가지 산업자원으로써 오래전부터 다양하게 활용되어 왔다. 전통적인 주요 활용분야로는 제지 및 코팅 산업의 충진제, 내화재, 세라믹, 유리섬유, 시멘트 등에 90% 이상이 사용되어왔다. 최근에야 고무, 플라스틱 및 페인트의 물성 강화용 충진제로, 넓은 표면적을 활용한 촉매제로 일부 사용되고 있지만 대부분 판상용 점토광물을 대상으로 하고 있다. 고령토가 국내 생산 주요 품목에 들어가지만 그 비중은 2014년 기준 1.9%로 낮으며, 그나마 자급율도 77% 수준이라 수입에 의존하고 있다. 생산되는 고령토의 양이 매년 감소하고 있는 추세이며, 2014년 기준 고품질인 Wa와 Wb의 생산량이 각각 600 톤과 227 톤으로 미미한 수준이며 P급이 4.1만 톤 수준이라 부가가치가 매우 낮은 상품 중의 하나로 보인다. 다행히 우리나라에서 생산되는 고령토의 많은 부분이 할로이사이트 계열 고령토이고, 할로이사이트의 독특한 나노튜브 형태는 신소재 개발과 더불어 부가가치가 높은 새로운 활용분야를 개척하기 아주 적절한 광물이어서 그 특성과 산업적 활용 특성을 중심으로 최신 연구동향과 활용분야를 소개하고자 한다.
최근에 에너지절약 차원에서 종래의 공조방식을 대신할 새로운 냉난방시스템 개발이 요구되고 있는데, 본 논문에서는 태양열 집열기를 이용하는 데시컨트 시스템 중 제습역할을 실질적으로 담당하는 제습기의 충진층 부분에서의 열 및 물질전달에 관한 일련의 해석 결과를 발표하고 있다. 제습과정에서 액체흡수제는 충진층에서 열 뿐만 아니라 물질전달을 수반하게 되는데, 이 결과 건물에 냉방 및 난방효과를 가져다 준다. 따라서 이 충진층의 최적 설계가시스템의 효율을 극대화하기 위해서는 무엇보다도 중요한데, 이를 위해서는 충진층에서의 열 및 물질전달 양상을 규명하여야 한다. 따라서 금번 실험에서는 공기와 액체흡수제와의 접촉면적을 넓히기 위해서 충진재로써 3cm(직경) ${\times}$ 3cm(높이)인 시판중인 플라스틱 재질을 사용하고, 실질적으로 40cm(너비)${\sim}$40cm(깊이)${\times}$40cm(높이)의 충진층을 직접 제작하여 실험을 행하였다. 그 결과, 공기측 열 및 물질전달 계수는 공기 온도와 밀접한 관계를 갖고 있으며, 또한 물질전달계수는 열전달계수와 같은 경향을 보이고 있음을 알 수 있었다.
충진제의 함량, titanate계 coupling agent의 종류, 처리량에 따른 PVC-Ni 복합재의 전기적.기계적 성질을 연구하였다. coupling agents처리에 의해 충진제의 분산상태가 양호해지고, 충진제 표면의 불순물이 대체되어 복합재의 전기저항은 감소되며 기계적 성질을 연구하였다. coupling agent처리에 의해 충진제의 분산상태가 양호해지고, 충진제 표면의 불순물이 대체되어 복합재의 전기저항은 감소되며 기계적 성질들은 향상되나 과량의 coupling agent의 처리는 이들 효과를 상쇄함을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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