• Carbon letters
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• 제13권1호
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• pp.51-55
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• 2012

In this work, expanded graphite (EG)-reinforced poly(ethylene terephthalate) (PET) nanocomposites were prepared by the melt mixing method and the content of the EG was fixed as 2 wt%. The effect of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as a co-carbon filler on the electrical and mechanical properties of the EG/PET was investigated. The results showed that the electrical and mechanical properties of the EG/PET were significantly increased with the addition of MWCNTs, showing an improvement over those of PET prepared with EG alone. This was most likely caused by the interconnections in the MWCNTs between the EG layers in the PET matrix. It was found that the addition of the MWCNTs into EG/PET led to dense conductive networks for easy electron transfers, indicating a bridge effect of the MWCNTs.

• 폴리머
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• 제31권5호
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• pp.404-409
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• 2007

본 연구에서는 무기계 나노 분말을 충전하여 난연성이 우수한 폴리우레탄 나노복합재료를 우레탄 반응에 의해 제조하였다. 또한 나노복합재료의 난연특성을 콘 칼로리미터 분석과 한계산소지수 시험으로 확인하였다. MMT-PU와 $Bi_2O_3-PU$ 나노복합재료의 최대 열 방출속도는 모두 폴리우레탄 매트릭스보다 50% 감소하였으며, $MMT/Bi_2O_3-PU$ 복합재료의 난연 특성이 가장 우수하였다. 또한 한계산소지수도 충전제의 함량에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 모두 20 이상이었다. 복합재료의 최대 열 방출속도는 폴리우레탄 매트릭스보다 모두 지연되었으며 최대 열 방출속도는 $Bi_2O_3-PU$, MMT-PU, $MMT/Bi_2O_3-PU$ 순으로 각각 764, 707, $635kW/m^2$ 이었으며, $MMT/Bi_2O_3-PU$ 복합재료의 난연성이 가장 우수하였다. 한편 폴리우레탄 나노복합재료의 연소시 충전제가 충전됨에 따라 $CO_2$ 생성량은 감소하였고 CO 생성량은 증가하였으며 이로부터 본 연구에서 제조한 복합재료의 난연성이 향상된 것을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3258-3264
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• 2012

Aluminum oxide ($Al_2O_3$) nanofibers were treated thermally under an ammonia ($NH_3$) gas stream balanced by nitrogen to form a thin aluminum nitride (AlN) layer on the nanofibers, resulting in the enhancement of thermal conductivity of $Al_2O_3$/epoxy nanocomposites. The micro-structural and morphological properties of the $NH_3$-assisted thermally-treated $Al_2O_3$ nanofibers were characterized by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AEM), respectively. The surface characteristics and pore structures were observed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Zeta-potential and $N_2$/77 K isothermal adsorptions. From the results, the formation of AlN on $Al_2O_3$ nanofibers was confirmed by XRD and XPS. The thermal conductivity (TC) of the modified $Al_2O_3$ nanofibers/epoxy composites increased with increasing treated temperatures. On the other hand, the severely treated $Al_2O_3$/epoxy composites showed a decrease in TC, resulting from a decrease in the probability of heat-transfer networks between the filler and matrix in this system due to the aggregation of nanofiber fillers.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.73-80
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• 2007

Nanocomposites are used as a new class of polymer system and many researchers have been interested in the clay nanocomposite because of its good mechanical properties, heat resistance, flame retardancy, and barrier property. Modified layered silicates as fillers are dispersed at a nanometer-level within a polymer matrix and then new extraordinary properties are observed. In this study, polypropylene/clay nanocomposites were prepared in a twin screw extruder by the melt compounding method. In order to increase the compatibility of PP with the clay, the MAPP was used as a compatibilizer. And organic modified clays were used as a nanometric filler during the melt extrusion. Through the analysis of SAXS, WAXS, the dispersion of clay was investigated. These nanocomposites compared with a neat polypropylene/talc composite have high modulus, low toughness, and reduced shrinkage at the stable dispersion.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.745-755
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• 2012

Two types of polymers were tested in this study; poly(ethylene terephthalate) (PET) as a synthetic example and poly(lactic acid) (PLA) as a natural polymer. DSC analyses showed that the use of nanofiller increased the degree of crystallinity ($X_c$) of both PET and PLA polymers, but the effect was more noticeable on PET nanocomposites. The crystallization of PLA and PET nanocomposites occurred at higher temperatures in comparison to neat polymers. According to dynamic mechanical-thermal analysis (DMTA), the damping factor of PET/$TiO_2$ nanoparticles decreased compared to the neat matrix, but for PLA nanocomposites the opposite trend was observed. Results of the mechanical test showed that for both PET and PLA nanocomposites, the most successful toughening effect was observed at 3 wt% loading of $TiO_2$ nanoparticles. SEM micrographs revealed uniform distribution of $TiO_2$ nanoparticles at 1 and 3 wt% loading levels. The results of WAXD spectra explained that the polymorphs of PLA and PET was not affected by $TiO_2$ nanoparticles. UV-visible spectra showed that $TiO_2$ nanocomposite films had high ultraviolet shielding compared to neat polymer, but there was significant reduction in transparency.

• Elastomers and Composites
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• 제42권1호
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• pp.9-19
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• 2007

본 연구에서는 카본블랙과 유기화 클레이(C18-MMT) 로 보강된 SBR 나노 복합재료를 라텍스법(latex method)으로 제조하였다. 필러의 함량은 50 phr로 고정하였으며, 카본 블랙/C18-MMT의 함량비를 50/0, 49/1, 48/2, 47/3, 45/5, 44/6, 40/10 phr로 정하고 함량비에 따른 가황 특성 및 기계적 물성을 비교하였다. 각 컴파운드의 가황 특성 및 기계적 물성을 비교 평가한 결과 carbon black(49phr)/C18-MMT(1phr) 컴파운드가 ODR에서 가장 높은 최대 토크 값을 나타내었으며, 높은 인장 강도 및 모듈러스, 인열 에너지를 나타내었다. 이러한 기계적 물성 증가는 클레이의 박리 정도 및 분산도의 향상으로 인한 C18-MMT의 우수한 보강 효과 때문이라고 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제14권2호
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• pp.75-81
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• 2013

SiC 나노입자를 이용하여 에폭시 복합재료를 제조할 수 있다. SiC 형상에 따른 영향으로 복합재료의 계면 물성이 변화된다. SiC의 형상에 따른 계면 상태의 변화를 관찰하기 위해 베타 형태, 위스커 형태의 SiC 나노입자를 사용하였다. 나노입자에 대한 분산도를 평가하기 위해 커패시턴스를 이용한 분산도 평가방법을 활용하였다. FE-SEM을 이용하여 SiC 나노입자의 활용에 따른 나노복합재료의 파단면을 관찰하여, 그 강화 효과를 비교 분석하였다. 탄소섬유와 SiC 나노입자가 함유된 에폭시를 이용한 복합재료에 계면 물성을 비교하기 위해 층간전단강도 평가법과 계면전단강도 평가법을 이용하였다. 복합재료의 계면 물성을 강화하기 위해서는 베타 형태의 SiC 나노입자를 활용할 경우가 위스커 입자를 이용한 경우보다 높은 계면 강도를 나타냈다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권2호
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• pp.112-121
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• 2010

본 연구에서는 filler-rubber interaction을 향상시키기 위하여 clay의 유기화제로 3-aminopropyltriethoxysilane(APTES)을 사용하여 styrene butadiene rubber(SBR)/organoclay nanocomposite를 라텍스법으로 제조하였다. 컴파운딩시 혼련 온도에 따라 bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide(TESPT)를 첨가하여 APTES에 의해 생성된 hydroxyl group과 TESPT의 ethoxy group 사이에 실란화 반응 정도에 따른 filler-rubber interaction 향상 정도를 연구하기 위하여 X-선 회절법을 이용한 silicates의 층간구조분석, 모폴로지(morphology), 적외선분광법, 팽윤도 및 기계적물성을 평가하였다. XRD분석과 TEM이미지로 관찰한 결과 silicates 층간에 APTES가 삽입된 구조를 형성하였고 고무기질 내에 organoclay의 분산이 잘 이루어졌다는 것을 알 수 있었다. 또한, 적외선 분광법을 이용하여 APTES-MMT를 분석한 결과 APTES에 의해 silicates 표면에 다량의 hydroxyl 그룹이 형성되어 TESPT의 ethoxy group과 실란화 반응이 가능하였다. SBR/APTES-MMT 컴파운드에 TESPT를 첨가시 SBR/APTESMMT 컴파운드보다 300% 모듈러스가 약 1.3 배 정도 증가하였다. 이는 APTES의 hydroxyl group과 TESPT의 ethoxy group 사이에 실란화 반응이 이루어져 filler-rubber interaction이 향상된 결과였으며, 컴파운딩시 혼련온도 증가에 따른 모듈러스 향상 효과는 미미하였다. 결과적으로 SBR/APTES-MMT 컴파운드의 경우 고무 기질 내에 silicates의 분산 정도와 가교도 증가에 따라 모듈러스가 증가하였으며, SBR/APTES-MMT 컴파운드에 TESPT를 첨가시 filler-rubber interaction이 향상되어 모듈러스가 더욱 증가하였다.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.571-577
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• 2000

본 연구에서는 새로운 형태의 에폭시 -광물 라노복합재료를 합성하기 위한 충전재를 층상 화합물인 나트륨-montmorillonite (Na-MMT)와 octadecyltrimethylammonium bromide와의 이온교환 반응으로부터 얻었다. 이렇게 합성된 octadecyltrimethylammonium-MMT에 3-aminopropyl triethoxysilane (APS)를 반응시켜 층상물질의 내부에 aminopropyl기가 삽입된 $C_{18}$ H$_{37}$ N($CH_3$)$_3$-APS-MMT를 합성하였다. 개질된 MMT의 층간저리와 구조를 X-선 회절 (XRD), IR 그리고 고상 $^{29}$ Si CP/MAS NMR을 이용하여 확인하였다. 이어서 $C_{18}$ H$_{37}$ N($CH_3$)$_3$-APS-MMT 존재하에 diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)를 중합시켜 광물-고분자 나노복합재료를 합성하였다. 그리고 얻어진 나노복합재료의 구조를 XRD, 투과전자현미경 (TEM) 그리고 주사전자현미경 (SEM)으로 확인하였다. 확인 결과 합성된 유기몬모릴로나이트는 에폭시 고분자 내에서 실리케이트 층이 완전히 박리되어 있으며 단일층으로 고분자 매트릭스 내에 잘 분산되어 있음을 알았다.

• 접착 및 계면
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• 제13권3호
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• pp.137-144
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• 2012

탄소나노소재의 화학적 기능화는 대부분 복합체 제조 시 고분자 모재(matrix)와의 계면 특성 향상을 위한 방법으로 적용되어 왔다. 계면결합력의 증가에 따른 효과는 기계적 물성의 증가를 통해 간접적으로 확인할 수 있으며, 이는 계면에서 효과적인 응력전달을 통해 설명된다. 보다 직접적으로 기능화를 통한 계면결합력 증가의 효과를 설명하기 위하여 피에조 저항효과를 관찰할 수 있으며, 이를 통하여 변형에 대한 복합체 내부의 전도성 충진재의 거동을 짐작해 볼 수 있다. 이를 위해 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)와 환원 그래핀(rGO)을 황산/질산 용액을 이용하여 산화반응을 통해 기능기를 도입하였으며, 기능화 전 후의 복합체의 전기적 저항 및 피에조 저항효과를 측정하였다. 결과로부터 기능기 도입으로 인해 증가한 탄소나노소재의 구조적 결함이 전기적 저항의 증가를 야기하지만 동일한 변형에 대하여 저항 변화가 더 크게 나타나 변형에 따른 복합체 내부 전도성 입자의 유동성이 증가함을 확인하였고, 이를 통해 계면결합력이 증가함을 피에조 저항효과 관찰을 통해 확인할 수 있었다.