범용 수지로서 널리 사용되고 있는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)은 결정성 열가소성 폴리올레핀으로 상업적으로는 1957년에 최초로 생산되어졌다. 한편, ethylene-propylene-diene terpolymer(EPDM)는 1963년에 시판된 이래 내구성, 절연성, 화학적 저항성 등 우수한 성질을 가지고 있는 재료로 알려져 있으며, 특히 PP의 저온 내충격성을 향상하기 위해서 주로 사용되었다. (중략)
Poly(ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate) (PEN)는 주사슬에 PET의 벤젠링 대신에 나프탈렌링을 가지고 있어서 PET보다 분자사슬이 훨씬 더 강직하여 보다 좋은 기계적 물성과 치수안정성을 가진 소재로 알려져 있다. 또한 PEN섬유는 열수축률과 탄성률이 레이온 섬유에 가장 근접해 있고 PET보다 높은 유리전이 온도를 가짐으로써 열안정성이 우수하며 화학적 안정성 또한 뛰어나므로 타이어 코드용 섬유로 널리 알려져 있다. (중략)
나일론 6의 열변형온도와 탄성률을 증가시키는 동시에 높은 기체 차단성을 얻기 위하여 Na-montmorillonite (Na-MMT) 또는 유기화제로 개질된 MMT (organo-MMT)를 나일론 6과 melt-compounding함으로써 나일론 6 분자쇄가 MMT 층 내로 intercalation하거나 MMT의 각 층을 완전히 exfoliation시켜 나일론 6/MMT 나노복합체를 제조하는 방법과 Na-MMT 또는 organo-MMT의 존재하에서 $\varepsilon$-caprolactam (CL)을 in situ 중합함으로써 대부분의 MMT가 각각의 층으로 exfoliation 되도록하여 나일론 6/MMT 나노복합체를 제조하는 방법이 널리 쓰이고 있다 [1-2]. (중략)
폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol)) (PVA)은 수용성 고분자로써 필름 뿐만 아니라 생체의료용 소재와 산업용 소재로 많이 사용되고 있다. PVA는 폴리아세트산비닐과 같은 비닐에스테르계열 고분자를 비누화시켜 제조되는 히드록시기 함유 선형 결정성 고분자로서 이로부터 형성시킨 섬유나 필름은 높은 인장강도, 인장탄성률, 내마모성, 내용제성 및 내유성을 갖고 다른 고분자들에 비하여 월등히 우수한 내알칼리성과 산소 차단성을 보인다. (중략)
셀룰로오스는 그린 복합재의 보강재로서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 용융혼합 및 압축성형에 의해 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재를 제조하였다. 폴리프로필렌과 셀룰로오스의 계면결합을 향상시키기 위해 말레산 무수물로 개질된 폴리프로필렌(MAPP)을 사용하였다. 폴리프로필렌/셀룰로오스 복합재의 기계적 특성을 알아보기 위해 만능재료시험기와 아이조드 충격시험기를 사용하였고 열적 특성을 조사하기 위해 TGA와 DSC를 사용하였다. 전자현미경(SEM)을 이용한 복합재의 파단면 관찰 결과 MAPP가 폴리프로필렌/셀룰로오스 계면결합 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 셀룰로오스 함량 대비 MAPP의 함량이 3 wt%일 때 복합재의 인장강도와 인장탄성률이 최고치를 나타냈다. 셀룰로오스의 함량이 증가할수록 복합재의 충격강도는 감소하는 반면 인장강도와 인장탄성률은 증가하였다.
치환도를 달리한 하이드록시프로필화 쌀전분의 동적 레올로지 특성이 소변형 진동측정방법(small-deformation oscillatory measurement)에 의해 관찰되었다. Aging 전 $4^{\circ}C$에서 측정된 저장탄성률 G#과 손실탄성률 G"의 값은 치환도(0.030-0.118)가 증가함에 따라 증가하였으며, 반면에 tan ${\delta}5(G"/G#)$는 감소하였다 $4^{\circ}C$에서 10시간 aging하는 동안 하이드록시프로필화 쌀전분의 G#값은 초기 단계에서 급속히 증가한 다음 곧 바로 2시간이내에 안정기(plateau) 영역에 도달하였다. 그러나 천연전분(native starch)은 10시간 동안의 aging후에도 안정기 영역이 관측되지 않았다. 치환도의 증가는 하이드록시프로필화 쌀전분의 안정기 G#값의 감소를 초래하였다. Aging하는 동안의 구조전개 속도상수 K는 1차 kinetics식으로부터 얻어졌으며, 하이드록시프로필화 쌀전분의 K값은 높은 치환도에서 낮은 수치를 보여주었다.
유사 올리빈 구조를 가지는 탄소코팅 합성 $Li^+Fe^{2+}(PO_4)^{3-}$ 분말시료에 대한 상온-고압실험을 대칭 다이아몬드 앤빌기기를 이용하여 35.0 GPa까지 시행하였다. $LiFePO_4$의 압축 데이터를 이용하여 계산된 체적탄성률은 $130.1{\pm}10.3$ GPa이다. 18 GPa 이상의 압력에서 d = 3.386 ${\AA}$ 위치에 새로운 피크가 관찰되고 35 GPa에서는 d = 2.854 ${\AA}$에 또 다른 피크가 관찰되고 있으나 주 결정구조는 사방정계인 것으로 판단된다. 압력에 대한 단위 포 부피의 압축은 M1($Li^+O_6$)의 수축이 두드러지고 M2($Fe^{2+}O_6$)와 사면체($PO_4$)의 수축은 상대적으로 작은 것으로 나타났다.
블렌드 (PET/PETG 70/30 블렌드) 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)와 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 (PETG)을 무게 비 70/30으로 혼합하여, 이축 압출기를 사용하여 제조하였다. 미연신 필름은 이 블렌드와 순수 PETG 수지를 압축성형기로 각각 용융 압축시켜 제조하였고 연신 필름은 미연신 필름을 모세관 레오메타를 사용하여 연신시켜 제조하였다. 제조된 블렌드 연신 필름과 PETG 연신 필름의 결정성, 수축율, 열적, 동역학적 및 기계적 특성을 X-선 회절분석기, 오븐기, DSC, 및 인장시험기를 사용하여 조사하였다. 블렌드와 PETG필름의 결정화도와 밀도는 연신비와 연신 속도의 증가와 더불어 증가하였으나 반면 연신 온도 증가와 더불어 감소하였다 또한 블렌드 필름의 결정화도와 밀도는 PETG 필름보다 높게 나타났다. 두 필름의 인장강도와 인장탄성률은 연신비 및 연신 속도 증가와 더불어 증가하였고 연신온도 증가에 따라 감소하였다. 또한 블렌드 필름의 인장강도와 인장탄성률이 PETG 필름 보다 높게 나타났다. 두 필름의 수축율은 연신비와 연신 속도가 증가할수록 감소하였고 미연신 블렌드 필름의 수축율이 순수 PET 필름보다 600% 증가함을 보였다.
무유화제중합으로 제조된 폴리 (메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 시드 고분자 미립자에 가교단량체인 ethylene glycol dimethacrylate(EGDMA), 1,6-hexanedioldiacrylate(HDDA) 또는 그 혼합액을 흡수시키고, 이를 중합하여 단분산 가교고분자 미립자를 제조할 시 1) 흡수된 가교단량체와 시드 고분자 미립자의 중량비 (흡수율) 변화, 2) 가교단량체 혼합액에서의 EGDMA의 함량비 변화 및 3) 중합개시제의 사용량 변화 등에 따라 제조된 단분산 가교고분자 미립자 및 그의 무전해 니켈도금체의 기계적 물성인 탄성복원율, 압축탄성률, 파괴강도 및 파괴변형률의 변화를 micro compression test(MCT)를 사용하여 측정하였다. 이번 연구를 통해 흡수율의 증가는 파괴강도에만 큰 영향을 미쳤으나, EGDMA의 증가, 중합개시제의 증량 및 무전해 니켈도금 실시 등은 압축탄성률 및 파괴 강도에 동시에 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
복합 형상 부품 제작 및 제작 공정의 일체화 장점으로 3D 프린팅 기술의 적용 분야가 확대되고 있으며, 지속적인 연구 개발에 의해 다양한 기술방안들이 등장하고 있다. 대표적인 기술로는 파우더 형태의 소재 위에 레이저를 조사함으로써 원하는 영역을 소결 및 적층 제작하는 방식의 SLS 기술이 있으며, 고성능의 엔지니어링 플라스틱을 활용하여 실제 사용할 수 있는 부품을 제작하는 사례가 늘어나고 있다. 본 연구에서는 활용도가 높은 고분자 소재인 폴리아미드 12 소재 및 글라스 비드가 보강된 폴리아미드 12 소재를 대상으로 인장시편을 제작하여 시편 제작 방향 및 인장 시험 온도에 따른 특성 결과를 비교 분석하였다. 시편 제작방향은 작업 평면 기준으로 0°, 45°, 90° 로 구분하였으며, 인장시험온도는 -25℃, 25℃, 60℃로 조건을 구분하였다. 시험 결과로부터 제작 방향이 90°에 가까울수록 두 소재 모두 탄성률의 미세한 감소를 보였으며, 인장강도는 PA12보다 글라스 비드 보강 PA12가 제작방향에 대한 의존성을 명확하게 보였다. 또한 시험 온도 증가에 따라 탄성률 및 인장강도의 저하를 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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