• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권2_2호
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• pp.357-361
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• 2024

Halloysite nanotube (HNT) has a nanotube structure with the chemical formula of Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O and is a natural sediment of aluminosilicate. HNT has been used as additive to improve the mechanical properties of epoxy composites with exchange of amine group as a terminal functional group using huge amount of organic solvents. In order to save time and simplify complicated procedures, a dry coating machine was designed and used for amine group exchange in previous research. For better applications, it was conducted with different parameters and with scale up settings. Best condition was found to reduce usage of solvent, time and man power.

• 한국환경과학회지
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• 제32권6호
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• pp.477-482
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• 2023

Halloysite nanotube (HNT) has a nanotube structure with the chemical formula of Al₂Si₂O₅(OH)₄ · nH₂O and is a natural sediment of aluminosilicate. A lot of research has been conducted to improve the mechanical properties of epoxy composites by generating interactions between HNTs and polymers through surface treatment of HNTs, such as exchange of amine group as a terminal functional group. However, most of the surface modification methods are performed under wet conditions, which require a relatively large amount of time, manpower and solvent. In order to save time and simplify complicated procedures, a dry coating machine was designed and used for amine group exchange. Comparing the XPS results, it was found that the results of NH₂-HNT prepared using a dry coating machine and the substitution through the wet method were not significantly different, and it has been confirmed that the amount of solvent used and the time savings can be made.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권2_2호
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• pp.371-375
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• 2024

Epoxy resins are widely used in various fields due to their high adhesion, mechanical strength, and solvent resistance. However, as the volume decreases during the hardening process and the cooling process after hardening, stress is generated and when an external force is applied, the brittle material exhibits destruction behavior. To complement this, research has been conducted using inorganic nanofillers such as halloysite nanotube(HNT). HNT has a nanotube structure with the chemical formula of Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O and is a natural sediment of aluminosilicate. It has been used as additive to improve the mechanical properties of epoxy composites with exchange of amine group as a terminal functional group. In order to simplify complicated procedures of common wet method, a dry coating machine was designed and used for amine group exchange in previous research. In this study, they were applied as filler in epoxy composites, and mechanical properties such as tensile strength and flexural strength of composites were examined.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.96-104
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• 2023

Synergistically increased oxygen evolution reaction (OER) of manganese oxide (MnO₂) catalyst is introduced with surface-modified halloysite nanotube (Fe₃O₄-HNTs) structure. The flake shaped MnO₂ catalyst is attached on the nanotube template (Fe₃O₄-HNTs) by series of wet chemical and hydrothermal method. The strong interaction between MnO₂ and Fe₃O₄-HNTs maximized active surface area and inter-connectivity for festinate charge transfer reaction for OER. The synergistical effect between Fe₃O₄ layer and MnO₂ catalyst enhance the Mn³⁺/Mn⁴⁺ ratio by partial replacement of Mn ions with Fe. The relatively increased Mn³⁺/Mn⁴⁺ ratio on MnO₂@FHNTs induced 𝜎^* orbital (e_g) occupation close to single electron, improving the OER performances. The MnO₂@FHNTs catalyst exhibited the reduced overpotential of 0.42 V (E vs. RHE) at 10 mA/cm² and Tafel slope of (99 mV/dec), compared with that of MnO₂ with unmodified HNTs (0.65 V, 219 mV/dec) and pristine MnO₂ (0.53 V, 205 mV/dec). The present study provides simple and innovative method to fabricate nano fiberized OER catalyst for a broad application of energy conversion and storage systems.

• 멤브레인
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• 제24권3호
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• pp.185-193
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• 2014

고무상 고분자인 PDMS (polydimethylsiloxane)에 HNT (halloysite nanotube)의 함량을 5, 10, 20, 30 wt%로 달리하여 PDMS-HNT 복합막을 제조하고, FT-IR, XRD, TGA, SEM에 의해서 막의 특성을 조사하였다. 기체투과 실험은 $25^{\circ}C$, $3kg/cm^2$ 조건에서 수행하였고, PDMS-HNT 복합막의 HNT 함량 변화에 따른 $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$들의 기체투과도와 선택도를 조사하였다. $H_2$, $N_2$, $CH_4$, $CO_2$의 투과기체에 대해 HNT 함량이 0~30 wt% 범위에서 HNT 함량이 증가할수록 기체들의 투과도는 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 선택도($CO_2/N_2$)는 14~44의 값을 보였고, 선택도($CO_2/CH_4$)는 3.0~7.7의 값을 보였다.

• 공업화학
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• 제29권1호
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• pp.67-76
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• 2018

본 연구에서는 PDMS에 halloysite nanotube (HNT)와 modified HNT (mHNT)를 첨가하여 PDMS-HNT 복합막과 PDMS-mHNT 복합막을 제조하였다. 그리고 물리 화학적 특성을 조사하기 위하여 FT-IR, XRD, TGA, SEM을 사용하였고, $N_2$와 $CO_2$ 기체에 대한 투과도와 선택도 성질을 고찰하였다. 특히, $35^{\circ}C$에서 PDMS-HNT 10 wt% 복합막과 PDMS-mHNT 5 wt% 복합막은 가장 높은 $CO_2/N_2$ 선택도와 $CO_2$ 투과도를 보였다. 전체적으로 PDMS-HNT 복합막과 PDMS-mHNT 복합막은 PDMS 막보다 $CO_2/N_2$ 선택도가 증가하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.461-466
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• 2022

Epoxy resins are widely used in various industrial fields. However, they suffer from brittleness, an issue that must be addressed for further applications. To solve this problem, additional fillers are needed to improve the mechanical and thermal properties of the resins; zirconia is one such filler. However, it has been reported that aggregation may occur in the epoxy composites as the amount of zirconia increases, preventing enhancement of the mechanical strength of the epoxy composites. Herein, to reduce the aggregation, zirconia was well dispersed on halloysite nanotubes (HNTs), which have high thermal and mechanical strength, by a conventional wet impregnation method using zirconyl chloride octahydrate as a precursor. The mechanical and thermal strengths of the epoxy composites with The zirconia impregnated HNTs (Zr/HNT) were investigated. Zr/HNT were characterized by Scanning electron microscope (SEM), transmittance electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy. The thermal strength of the epoxy composites was studied by thermomechanical analysis (TMA) and the mechanical strength of the epoxy composites (flexural strength) was studied by using a universal testing machine (UTM). The mechanical and thermal strengths of the epoxy complex with Zr/HNT were improved compared to those of the epoxy complex with HNT, and also increased as the content of Zr/HNT increased.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.88-93
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• 2018

본 연구에서는 입자크기가 서로 다른 할로이사이트 나노튜브(Halloysite nanotube, HNT)와 밀드 카본(Milled carbon, MC) 강화 복합재료를 사용하여 손상된 복합재료 적층판을 계단형 패치 보수법에 따라 수리하고, 손상된 면과 수리면 사이의 접합 계면에 입자가 미치는 기계적, 구조적 영향을 분석하였다. 이 때, 고온고습의 가혹한 수분 환경에 장시간 노출시켜 손상된 판을 형성하는 기존 재료와의 상대적인 재료 물성 회복률을 비교하였으며 기계적 물성 시험을 통해 성능평가를 실시하였다. 그 결과 $70^{\circ}C$ 고온 증류수에서 HNT는 입자 첨가량에 따라 흡습률이 MC에 비해 뚜렷한 차이를 보였으며 인장강도와 굽힘강도의 경우, 대체적으로 HNT로 강화된 복합재를 사용하여 보수한 시험편이 흡습 전과 후 모두 높은 수치를 나타냈다. 특히, 0.5, 1 wt. %의 HNT가 첨가되었을 때 흡습률이 가장 적었고 이는 기계적 강도 증가에 관여하는 하나의 요인으로 작용하였다. 반면 MC는 소량만으로도 높은 흡습 저항성을 나타냈으며 하중의 방향에 따라 강도의 차이가 발생했다.

• 멤브레인
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• 제24권5호
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• pp.358-366
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• 2014

Chitosan에 HNT (halloysite nanotube)의 함량을 0, 3, 5, 10 wt%로 가하여 chitosan-HNT 복합막을 제조하였다. 복합막의 구조는 FT-IR, XRD, TGA, SEM으로 알아보았다. 기체투과 실험은 $30^{\circ}C$, $4kg/cm^2$ 조건에서 수행하였고, chitosan-HNT 복합막의 HNT 함량 변화에 따른 $CO_2$와 $CH_4$의 기체투과도와 선택도를 조사하였다. Chitosan-HNT 복합막의 기체 투과도는 HNT 함량이 3 wt%에서 가장 큰 값을 보였고, 그 이상의 함량에서는 감소하였다. 선택도($CO_2/N_2$)는 0~10 wt% 범위에서 HNT 내의 OH기와 $CO_2$ 간의 친화력으로 인하여 증가하였고, 약 1.3~3.8의 값을 보였다.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.174-179
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• 2021

유체 이송에 사용되는 강재 파이프는 신설과 도장, 또는 부식과 노후화로 인한 제반 시설 보수에 거대한 규모의 시간과 비용이 요구된다. 이에 본 연구에서는 강재 파이프의 대체재로, 내부식성과 내화학성이 우수한 탄소섬유강화복합재료(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP) 파이프 구조의 최적화 설계를 수행하였다. 헬리컬 패턴 표면에 후프 패턴을 혼합적층하여 내구성을 향상시켰으며, 수분 환경에서의 에폭시 흡습 현상을 억제하기 위해, 할로이사이트 나노튜브(Halloysite Nanotube, HNT)를 첨가하였다. HNT/CFRP 파이프는 필라멘트 와인딩 공정으로 제작하였으며, 기계적 물성 시험과 70℃ 고온 증류수 환경하에서 흡습 시험을 진행하였다. 그 결과, 파이프 두께의 0.6%에 해당하는 후프 패턴의 적층 시, 가장 우수한 물성을 나타냈다. 또한 0.5 wt.% HNT 첨가 시 상대적으로 높은 내흡습성을 가졌으며, 층간 계면에서의 박리 현상이 지연되어 가장 낮은 강도 저하율을 보였다.