• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.83-87
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• 2018

An object in the Low Earth Orbit (LEO) is affected by many environmental conditions unlike earth's surface such as, Atomic oxygen (AO), Ultraviolet Radiation (UV), thermal cycling, High Vacuum and Micrometeoroids and Orbital Debris (MMOD) impacts. The effect of all these parameters have to be carefully considered when designing a space structure, as it could be very critical for a space mission. Polybenzimidazole (PBI) is a high performance thermoplastic polymer that could be a suitable material for space missions because of its excellent resistance to these environmental factors. A thin coating of PBI polymer on the carbon epoxy composite laminate (referred as CFRP) was found to improve the energy absorption capability of the laminate in event of a hypervelocity impact. However, the overall efficiency of the shield also depends on other factors like placement and orientation of the laminates, standoff distances and the number of shielding layers. This paper studies the effectiveness of using a PBI coating on the front bumper in a multi-shock shield design for enhanced hypervelocity impact resistance. A thin PBI coating of 43 micron was observed to improve the shielding efficiency of the CFRP laminate by 22.06% when exposed to LEO environment conditions in a simulation chamber. To study the effectiveness of PBI coating in a hypervelocity impact situation, experiments were conducted on the CFRP and the PBI coated CFRP laminates with projectile velocities between 2.2 to 3.2 km/s. It was observed that the mass loss of the CFRP laminates decreased 7% when coated by a thin layer of PBI. However, the study of mass loss and damage area on a witness plate showed CFRP case to have better shielding efficiency than PBI coated CFRP laminate case. Therefore, it is recommended that PBI coating on the front bumper is not so effective in improving the overall hypervelocity impact resistance of the space structure.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.499-504
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• 2000

고강도 PAN계 탄소섬유를 양극산화하여 섬유의 표면 관능기와 표면 자유에너지, 그리고 최종 복합재료의 기계적 특성 향상에 미치는 영향을 고찰하였다. FT-IR과 XPS 측정 결과, 양극산화에 의해 형성된 섬유 표면의 산소 관능기는 섬유의 표면 에너지와 복합재료의 층간 전단강도 (ILSS)에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 그리고 젖음액의 wicking rate에 근거한 접촉각 측정에서 탄소섬유의 양극산화는 표면 자유에너지의 극성 요소를 크게 증가시키며, 이것은 표면 에너지 관점에서 살펴볼 때 좋은 젖음성이 최종 복합재료의 섬유와 에폭시 수지 매트릭스사이의 계면결합력 향상에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 섬유 표면의 $O_{1s}$ $C_{11}$ ratio 또는 극성 요소와 복합재료의 ILSS사이에서 직선적인 상관관계를 나타낼 수 있었다.다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.79-91
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• 2012

곡면 FRP 패널 부재는 생산방식 및 생산설비 등의 제한으로 일정한 폭을 갖는 제품으로 생산되며, 이러한 곡면 FRP 부재를 이용하여 제작 공장 또는 현장에서 FRP 부재간 연결을 통한 연속 시공으로 목적대상 구조물을 시공할 수 있다. FRP 부재간 연결방법은 크게 화학적 연결, 기계적 연결, 그리고 복합적인 연결방법 등이 있으며, 이 가운데 접착용 수지를 이용한 화학적 연결이 가장 보편적으로 적용되고 있다. 따라서 FRP 부재의 연결부 최적화설계를 위하여 표면처리 조건 및 접착제 종류 등을 매개변수로 직접전단 시험을 수행하였다. 시험결과 sand paper를 이용한 연마 또는 sand blasting으로 FRP 부재 표면 처리 조건 및 에폭시 또는 아크릴계 접착제가 가장 효과적인 접합방식인 것으로 나타났다.

• 폴리머
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• 제24권2호
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• pp.201-210
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• 2000

에폭시 수지의 삼차원 망목상 구조 형성에 관한 근본적이고 화학구조에 바탕을 둔 미세구조 및 물성 발현에 대한 연구의 일환으로, 말단 관능기가 같은 아민 경화제의 주쇄에 포함된 질소 및 탄소원자의 개수가 반응특성, 열적 특성, 그리고 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 열적 특성을 측정하기 위하여 DSC, TGA, TMA 분석을, 기계적 특성 및 파단특성 분석을 위하여 인장 시험, 삼점 굴곡시험, 광학현미경 분석을 행하였다. 그 결과, 주쇄의 사슬길이가 짧을수록 반응열이 크고 최대 발열온도와 열안정성이 낮아졌다. 또한 최대 반응전환율은 주쇄의 사슬길이가 길어질수록 증가하였다. 경화물의 경우 밀도는 주쇄의 사슬길이와는 큰 관계가 없으나, 인장탄성율은 주쇄의 사슬길이가 짧을수록 크고, 인장강도는 그와 반대의 경향을 보인다. 그 외의 shrinkage, 유리전이온도, 굴곡탄성율, 굴곡강도는 주쇄의 사슬길이와는 일견 무관한 불규칙한 형태를 보였다. 이는 최대 반응전환율의 차이가 이러한 특성에 큰 영향을 미치는 것을 나타낸다. 굴곡 파단특성은 최대 반응전환율과 밀접한 관계를 나타내었다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.420-428
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• 2009

In this study, the composites containing carbon black (CB) or carbon fibers were prepared, and the microwave absorbing properties and the absorption mechanism of them were investigated and discussed in the frequency range of 2-18 GHz, respectively. The optimum mass fraction of CB has been found as 6%, and the carbon fibers were discovered to absorb radar wave either under parallel or vertical polarization, the suitable gap distance between each bundle of which was 5 mm. According to the results of the single constitute absorber samples, the structured composites with the two kinds of absorbers combination were fabricated and studied at 2-18 GHz. The top layer absorbers affect the absorption performance a lot; the maximum reflection loss of composites with CB as top layer absorbers was -31.8 dB with the frequency range of 2.4 GHz below -10 dB, and the other type with CFs as the top layer absorbers obtained the reflection loss peak value of -31.4 dB with 2 GHz below-10 dB.

• Composites Research
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• 제25권6호
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• pp.178-185
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• 2012

본 연구에서는 기능성 나노복합재를 제작하는 방법이 제시되었다. 미소 입자들을 포함하고 있는 점성을 가진 유체에 전기장을 가하여 유체속에 포함된 입자들을 전기장의 방향에 따라 규칙적으로 배열을 하였다. FAiMTa 기술이라고 불리는 이 방법은 마이크로 혹은 나노 사이즈의 입자들을 체인의 형태로 배열하여 직교이방성 폴리머 나노복합재의 제작을 가능하게 하였다. 알루미나($Al_2O_3$), 탄소나노튜브(CNT), 탄소(Graphite), 텅스텐(W) 등의 마이크로 혹은 나노 사이즈 입자 분말을 사용하여 FAiMTa기술의 유효성을 확인하는 시험을 수행하였다. 이러한 입자들을 전기장을 사용하여 일정한 방향으로 배열하여 직교이방성 폴리머 복합재를 만들었고, 시험시편의 물리적 특성 즉 기계적 열적 특성을 측정하여 방향성을 확인하였다. 이렇게 제작된 첨단 나노복합재는 각종 산업분야에서 큰 효과가 기대된다.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.116-120
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• 2007

양이온 개환중합형 광고분자 시스템용 단량체의 합성에 핵심적인 중간체로 사용되는 1-[2-(3-{7-oxabicyclo[4.1.0] heptyl}1,1,3,3-tetramethyldisiloxane (Mono)의 합성방법의 최적화에 관하여 연구하였다. Speier 촉매의 존재 하에서, 4-vinyl-1-cyclohexene 1,2-epoxide (VCHO)를 과량의 1,1,3,3- tetramethyldisiloxane (TMDS)과 수소규소화 반응시켜 TMDS의 한쪽 실리콘 하이드라이드를 미반응 상태로 유지하고 나머지 한쪽만이 VCHO와 반응한 형태의 Mono를 합성할 수 있었으며, 생성된 Mono의 구조 및 순도는 FT-IR, $^1H-NMR$ 및 $^{29}Si-NMR$을 통하여 확인할 수 있었다. VCHO와 TMDS의 몰비를 1 : 4로 고정하고 촉매 함량 및 반응 온도를 변화시킨 결과, Speier 촉매 함량 5 ppm, 반응온도 $55^{\circ}C$가 Mono의 선택적 합성에 가장 최적인 반응조건으로 판단되었다.

• 폴리머
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• 제37권2호
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• pp.218-224
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• 2013

Hummers and Offeman 방법을 이용하여 흑연으로부터 산화 그래핀(graphene oxide; GO)을 합성하였고, 이를 이용하여 두 가지 다른 작용기화 그래핀(FGS)을 합성하였다. 그래핀 판상(graphene sheet; GS)에 수직방향으로 hexadecylamine(HDA)이 치환된 Ver-HDA-GS을 HDA와 에폭시기를 반응하여 얻었고, 한편으로, 환원된 GO(Reduced-GO; RGO)를 통하여 hexadecanol(HDO)와 알코올을 반응시켜 HDO가 수평 방향으로 치환된 Hor-HDO-GS를 합성하였다. 합성된 GO, RGO, Ver-HDA-GS 그리고 Hor-HDO-GS의 합성여부를 확인하기 위하여 FTIR을 이용하였으며, 합성된 물질들의 열 안정성 및 모폴로지를 각각 확인하였다. 원자간력 현미경(AFM)을 통해서 Ver-HDA-GS는 한 층 또는 두 층 두께의 그래핀으로 이루어졌고, 평균 두께는 1.76 nm임을 확인하였다. 합성된 FGS들의 열 안정성은 GO나 RGO보다 더 나았으며, 분산도의 경우에 Ver-HDA-GS는 DMSO, 톨루엔, 클로로포름, 데카린 등의 일상적인 용매에서 잘 분산되었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권5호
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• pp.213-217
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• 2015

Recently, household electronic industries require environmentally-friendly and highly functional steels in order to enhance the quality of human life. Customers especially require both excellent corrosion and abrasion resistant anti-fingerprint steels for digital TV panels. Thus POSCO has developed new functional electro-galvanized steels, which have double coated layers with organic-inorganic composites on the zinc surface of the steel for usage as the bottom chassis panel of TVs. The inorganic solution for the bottom layer consists of inorganic phosphate, magnesium, and zirconium compounds with a small amount of epoxy binder, and affords both improved adhesion properties by chemical conversion reactions and corrosion resistance due to a self-healing effect. The composite solution for the top layer was prepared by fine dispersion of organic-inorganic ingredients that consist of a urethane modified polyacrylate polymer, hardener, silica sol and a titanium complex inhibitor in aqueous media. Both composite solutions were coated on the steel surface by using a roll coater and then cured through an induction furnace in the electro-galvanizing line. New anti-fingerprint steel was evaluated for quality performance through such procedures as the salt spray test for corrosion resistance, tribological test for abrasion resistance, and conductivity test for surface electric conductance regarding to both types of polymer resin and coating weight of composite solution. New composite coated anti-fingerprint steels afford both better corrosion resistance and abrasion properties compared to conventional anti-fingerprint steel that mainly consists of acrylate polymers. Detailed discussions of both composite solutions and experimental results suggest that urethane modifications of acrylate polymers of composite solutions play a key role in enhanced quality performances.

• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.33-40
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• 2003

복합재료의 열화에 의한 미세한 손상을 실제적으로 관찰하기는 쉽지 않다. 복합재료의 열화는 심각한 blistering이 일어나기 전에 chain scission, oxidation 등의 분자적인 상변화 과정을 거쳐 모재 또는 모재와 강화제 사이의 계면에서 미세한 delamination이 발생하고 성장한다. 복합재료의 열화에 의한 초기 열손상은 기계적인 특성에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 복합재료 부품이 열이나 화염에 단기간 노출되었을 경우 및 경화도에 따른 초음파 투과 특성을 분석하였다. 온도와 시간에 따라 열화 시험을 실시하고 초음파 탐상을 통하여 absorption coefficient를 측정한 결과 열화에 의한 미소 균열과 분자 적인 상변화에 의하여 열화도가 높을수록 높은 absorption coefficient값을 보였다 경화온도를 달리하여 경화된 복합재료의 초음파 탐상 결과 경화 온도가 높을수록 absorption coefficient 값은 높아졌으며 material velocity는 낮아지는 경향을 보였다. 이는 높은 온도에서 경화될수록 수분 및 휘발 성분에 의한 void와 같은 결함이 많이 발생하고 분자 구조적인 측면에서 높은 온도에서 경화된 경우 초음파 흡수율이 높은 망상구조가 형성되기 때문이다.