• 한국건축시공학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-33
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 레벨에서의 프리케스트 콘크리트 개발을 목적으로 하며 수화열에 의한 균열발생을 확인하기 위해 FEM해석을 실시하여 초기균열 지수를 평가하였다. 평가결과 경화촉진제 사용량이 증가할수록 조기 압축강도가 증가하는 것으로 나타났으며 응결 시간 또한 단축되는 것을 알 수 있었다. 이는 경화촉진제에 의하여 시멘트 화합물중 $C_3A$의 반응에 의해서 응결시간이 단축되는 것으로 판단된다. 또한 단열온도 상승 시험 결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 콘크리트 중심부 온도 $80^{\circ}C$이상의 온도를 나타냈으며 경화촉진제에 의해서 최고 온도 발열시간을 단축시키는 것으로 나타났다. 이는 경화촉진제가 시멘트 수화반응을 촉진시켜 수화열을 짧은 시간에 높게 나타나는 현상으로 판단된다. 또한 높은 수화열은 균열을 발생시킬 수 있음으로 FEM 해석을 통하여 균열지수 평가를 실시하였다. FEM 해석 결과 조기에 높은 수화열이 증가하여도 균열에는 영향이 없는 예측된다. 이는 초기강도가 높기 때문에 허용응력이 증가로 인하여 인장강도가 증가하기 때문이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.314-320
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• 2022

건축자재에서 사용되는 보강 섬유의 기능은 휨하중에 대한 저항력 유지, 건조 수축에 의한 균열 방지 기능 등을 목적으로 하고 있다. 고밀도 섬유 시멘트 복합체는 주로 선형의 판재에 사용되는 것으로 휨 저항력을 높이기 위하여 사용한다. 따라서, 인장성, 시멘트 수화물과의 결합력, 내알칼리성 등이 요구된다. 최근 불연성능 기준이 강화되어 고온 가열 시 불꽃 발생을 최소화해야 하는 기능이 추가되었다. 따라서 유기 섬유의 사용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 보강 섬유로 사용하는 폴리프로필렌 섬유를 내열성이 우수한 마 섬유로 대체하여 사용하는 연구를 수행하였다. 마 섬유는 내열성이 우수하고 시멘트와의 친화력이 좋으며 알칼리 저항력 또한 우수하다. 기존의 배합에서 사용하는 폴리프로필렌 섬유의 부피 총량을 기준으로 마 섬유를 대체하여 사용하여 불연성능을 비교 평가하였으며, 휨강도 등 기본 물리적 특성 시험을 진행하였다. 길이 7 mm의 마 섬유를 질량비 2 %, 3 %를 사용하여 불연 및 물리적 특성 시험을 수행한 결과 불꽃의 잔존 시간은 전혀 없는 것으로 나타났으며, 휨강도는 기존 폴리프로필렌 섬유의 95 % 수준까지 확보가 가능한 것으로 확인되었다.

• Advances in nano research
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• 제16권2호
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• pp.127-140
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• 2024

Upon direct/indirect exposure to flame or heat, composite structures may burn or thermally buckle. This issue becomes more important in the natural fiber-based composite structures with higher flammability and lower mechanical properties. The main goal of the present study was to obtain an optimal eco-friendly composite system with low flammability and high thermal buckling resistance. The studied composite consisted of polypropylene (PP) and short abaca fiber (AF) with eggshell powder (ESP) and halloysite clay nanotubes (HNTs) additives. An optimal base composite, consisting of 30 wt.% AF and 70 wt.% PP, abbreviated as OAP, was initially introduced based on burning rate (BR) and the Young's modulus determined by horizontal burning test (HBT) and tensile test, respectively. The effects of adding ESP to the base composite were then investigated with the same experimental tests. The results indicated that though the BR significantly decreased with the increase of ESP content up to 6 wt.%, it had a very destructive influence on the stiffness of the composite. To compensate for the damaging effect of ESP, small amount of HNT was used. The performance of OAP composite with 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT (OAPEH) was explored by conducting HBT, cone calorimeter test (CCT) and tensile test. The experimental results indicated a 9~23 % reduction in almost all flammability parameters such as heat release rate (HRR), total heat released (THR), maximum average rate of heat emission (MARHE), total smoke released (TSR), total smoke production (TSP), and mass loss (ML) during combustion. Furthermore, the combination of 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT reduced the stiffness of OAP to an insignificant amount by maximum 3%. Moreover, the char residue analysis revealed the distinct differences in the formation of char between AF/PP and AF/PP/ESP/HNT composites. Afterward, dilatometry test was carried out to examine the coefficient of thermal expansion (CTE) of OAP and OAPEH samples. The obtained results showed that the CTE of OAPEH composite was about 18% less than that of OAP. Finally, a theoretical model was used based on first-order shear deformation theory (FSDT) to predict the critical bucking temperatures of the OAP and OAPEH composite plates. It was shown that in the absence of mechanical load, the critical buckling temperatures of OAPEH composite plates were higher than those of OAP composites, such that the difference between the buckling temperatures increased with the increase of thickness. On the contrary, the positive effect of CTE reduction on the buckling temperature decreased by raising the axial compressive mechanical load on the composite plates which can be assigned to the reduction of stiffness after the incorporation of ESP. The results of present study generally stated that a suitable combination of AF, PP, ESP, and HNT can result in a relatively optimal and environmentally friendly composite with proper flame and thermal buckling resistance with no significant decline in the stiffness.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.168-173
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• 2014

2개 이상의 에폭시 기지재의 배합비를 이용하여 최적의 에폭시 복합재료를 제조하였다. 이 실험에서 노볼락계 에폭시 및 아이소시아네이트계 에폭시를 기지재로 사용하였다. 그에 따라 화학적 조성의 변화를 이용하여 다양한 실험을 통한 최적의 에폭시 배합비를 유추하였고, 에폭시의 내열성 및 계면을 파악하기 위하여 열중량측정기를 이용하여 유리전이온도의 변화를 파악하였고 정적 접촉각을 측정하였다. 기계적 물성을 파악하기 위하여 에폭시 배합비에 따른 유리섬유/에폭시 복합재료의 인장, 압축, 굴곡강도를 상온에서 및 노화시간에 따라 파악하였다. 에폭시와 유리섬유간 계면을 개념도로 나타냈다. 시험 결과 에폭시 배합비에 따른 적외선 피크 및 유리전이온도 변화를 확인하였다. 서로 다른 에폭시의 배합비가 1:1일 때 기계적물성이 상대적으로 좋은 것을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제12권4호
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• pp.111-116
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• 2011

각종 산이나 알칼리에 부식되지 않고 내열성 및 방수, 방부, 방충 등에도 뛰어난 성질을 지니고 있는 천연수지인 옻을 토기 복원을 위한 접착제로 활용하기 위해 특성연구를 진행하였다. 옻의 경화조건인 고습(RH 75~85%) 또는 고온($120{\sim}170^{\circ}C$)이 아닌 일반적인 환경에서 접착제로 활용하기 위해 생칠에 어교 및 아교를 일정 비율로 첨가하였으며, 혼합 비율별 점도와 건조시간을 측정하고 인장강도 및 접착력 측정을 통해 적용가능성을 검토하였다. 실험 결과 생칠에 교(膠)를 첨가함으로써 상온, RH $50{\pm}5%$의 환경에서 건조가 가능하였고 어교보다 아교를 첨가한 시료에서 건조시간이 더 빠른 것으로 나타났다. 또한 교를 첨가함으로써 생칠보다 접착력이 더 증가하였다. 향후 토기 유물의 적용성 및 내후성에 대한 검증이 이루어진다면 친환경적인 전통접착제를 활용한 유물의 접합복원이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국재료학회지
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• 제4권3호
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• pp.287-294
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• 1994

PAN계 탄소섬유 roving 및 fabric을 $2170^{\circ}C$에서 열처리 하였다. 열처리를 행하지 않은 탄소섬유 fabric과 행한 것을 사용하고, Autoclave를 이용하여, CFRP와 CFRP의 성형체를 제조하였다. 열처리를 행한 탄소섬유 roving과 행하지 않은것 및 두종류의 성형체의 분석을 통하여, 열처리에 따른 탄소섬유 및 탄소복합재의 물리적. 기계적 특성변화를 연구하였다. 열처리 후 성유의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과 탄소섬유의 직경이 6.8$\mu \textrm{m}$에서 6.4$\mu \textrm{m}$으로 감소하였으며, 열중량분석을 행한 결과 내산화성이 증진되었음을 알았다. 단섬유인장실험 결과 인장강도는 탄소섬유의 (3.11$\pm 0.32)\times 10^3$ MPa 에서 열처리 섬유의 (1.87$\pm 0.26)\times 10^3$MPa으로 감소되었으나, 탄성율은 탄소섬유의 (1.94$\pm 0.06)\times 10^5$ MPa에서 열처리 섬유의 (2.02$\pm 0.11)\times 10^5$MPa으로 증가하였다. 층간전단강도 측정 실험을 한 결과 그 값이 CFRP(148.8$\pm$1.6Mpa)가 CFRP(82.2$\pm$1.1Mpa)에 비하여 높음을 알 수 있었고, torch test 결과 CFRP는 층간분리 없이 매끄러운 삭마가 일어나나, GFRP는 층간분리가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.802-812
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• 2016

실리콘 폼은 고성능 가스켓, 열 차폐, 진동 마운트 및 Enter 키 패드로 많은 산업 분야에서 난연성 소재로서 매우 유용하다. 실리콘 발포체는 실온에서 백금 촉매 및 무기필러 존재하에서 비닐기를 함유한 폴리실록산 (V-silicone) 및 수산기를 함유한 폴리실록산 (OH-silicone)과 하이드라이드를 함유한 폴리실록산 (H-silicone)의 수소와의 수소축합반응의해 가교와 발포를 동시에 일으켜 제조하였다. 이러한 방법은 종래의 발포와 경화를 각각 실시한 공정보다 매우 편리한 방법이다. 이 실험에 사용 된 기능성 실리콘수지들은 1.0 meq/g의 vinyl기를 가진 점도 20 Pa-s의 V-silicone과 0.4 meq/g의 수산기를 가진 점도 50 Pa-s의 OH-silicone 및 7.5 meq/g의 하이드라이드기를 함유한 점도 0.06 Pa.s.의 H-silicone으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 실리콘의 종류 및 함량, 촉매, 충전제 등의 변화에 따른 실리콘수지 발포체의 구조 및 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 백금 촉매는 실리콘 수지에 대하여 0.5 wt%이면 충분하였다. 낮은 점도의 OH-silicone의 첨가는 초기 발포 속도를 높이며 발포체 밀도는 감소시키지만, 낮은 점도의 V-silicone의 첨가는, 인장 강도뿐만 아니라 신율도 감소시킨다. SF-3 조건에서 얻은 실리콘수지 발포체의 밀도, 인장강도 및 신율을 각각 $0.58g/cm^3$, $3.51kg_f/cm^2$ 및 176 %를 얻을 수 있었다. 본 발포 시스템에서의 알루미나 충전재 역시 실리콘수지 발포체의 기계적 특성을 향상시키는 중요한 역할을 하였다.

• Composites Research
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• 제29권3호
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• pp.111-116
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• 2016

터보/컴프레셔(Turbo compressor)용 틸팅 패드 저널 베어링(Tilting pad journal bearing)은 고속, 고하중의 주축(Rotor)을 지지하는 역할을 하며, 화이트 메탈(White metal)이 대표적인 소재로 널리 사용되어왔다. 그러나 예기치 않은 윤활유 공급 중단 상황(Oil cut situation) 또는 베어링과 주축 사이에 유막(Oil film)이 제대로 형성되지 않을 경우, 기존의 화이트 메탈 베어링은 융착(Seizure) 현상에 의해 바로 정지하게 되고 주축에 심각한 손상을 유발한다. 이러한 융착 문제를 해결하기 위해 기존의 화이트 메탈에 비해 높은 비강성, 비강도 그리고 뛰어난 마찰 특성(Tribological characteristic)을 가지는 탄소섬유 강화 복합재료(Carbon fiber reinforced composite)가 틸팅 패드 저널 베어링에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고 내열성 탄소섬유/에폭시 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 오일공급 중단 상황에서의 내구성에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위해 상온 및 오일공급 중단상황의 고온에서 인장, 압축, 전단 등의 기초적인 복합재료 물성 실험을 진행하였고, 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링에 있어 가장 중요한 물성인 층간 계면 강도를 측정하기 위해 Short Beam Shear 실험을 진행 하였다. 오일 공급 중단 상황에서 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 파손(Failure) 가능성을 알아보기 위해 유한 요소 해석(Finite element analysis)을 진행함으로써 베어링 표면에 가해지는 최대 응력을 도출하였고, 해석 결과와 물성 시험으로부터 측정된 강도 값을 이용하여 Tsai-Wu Failure index를 계산하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 산업용 테스트 벤치를 이용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로 제조된 틸팅 패드 저널 베어링의 오일 공급 중단 실험을 진행하였다.

• 폴리머
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• 제37권1호
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• pp.5-14
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• 2013

본 연구에서는 UVB-313(자외선 파장 290-315 nm) 노출 하에 smooth HDPE 지오멤브레인과 flexible PP 지오멤브레인에 대한 자외선 노출의 영향을 평가하였다. 인장특성, 용융지수, 표준 및 고압 산화유도시간 및 FTIR/ATR 결과들을 고찰하였다. 노출된 지오멤브레인 시료의 인장특성은 변하지 않았지만, HDPE 지오멤브레인보다 flexible PP 지오멤브레인의 경우 산화방지제의 감소가 더 큼을 알 수 있었다. 대표적인 현장온도 $20^{\circ}C$에서의 산화방지제의 수명을 예측하기 위하여 외삽에 의한 Arrhenius 모델을 적용하였다. 자외선 노출 전후의 HDPE 지오멤브레인 시료는 용융지수의 큰 차이는 없었지만 flexible PP 지오멤브레인은 가교발생으로 인한 용융지수 감소가 발생하였다. FTIR 스펙트럼으로부터 자외선에 노출된 시료의 경우 카르보닐기와 관련된 $1750\;cm^{-1}$ 부근에서 작은 피크가 발견되었으며, 이는 산화가 진행되었음을 예시하고 flexible PP 지오멤브레인의 경우 $3100{\sim}3500\;cm^{-1}$에서 하이드록시기 또는 하이드로퍼옥사이드기에 의한 새로운 피크를 확인할 수 있었다.

• 한국의류학회지
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• 제33권5호
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• pp.711-720
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• 2009

Leaf fibers have many good properties; they are strong, long, cheap, abundant and bio-degradable. Since they, however, contain a great quantity of non-cellulose components, they have been used for the materials of mats, ropes, bags and nets rather than those of clothing. In this study, we investigated the characteristics of leaf fibers in order to promote the use of leaf fibers for the materials of clothing as well as develop the high value-added textile fibers. Leaf fiber plants including New Zealand Flax, Henequen and Banana plant, which have various nature and shape, were used. New Zealand Flax and Henequen leaves were cut from lower part of plants. Banana leaves and pseudo-stems were peeled and cut from the stem of Banana plants. First, the thin outer skins like film of leaves, veins and stems were removed before retting. The chemical retting had been processed for 1hour, at 100 in 0.4% $H_2SO_4$ aqueous solution(liquid ratio 50:1). Then, the retted leaf fibers had been soaked for 1hour, at room temperature in 0.5% NaClO solution(v/v) to remove the miscellaneous materials. We investigated the physical characteristics of three leaf fibers including the transversal and longitudinal morphology, the contents(%) of pectin, lignin and hemicellulose, the length and diameter of fibers, the tensile strength of the fiber bundles, and the fiber crystallinity and the moisture regain(%). The lengths of fiber from three leaf fibers were similar to their leaf lengths. The fiber bundles were composed of the cellulose paralleled to the fiber axis and the non-cellulose intersecting at right angle with the fiber axis. The diameters of New Zealand Flax, Henequen and Banana fibers were $25.13{\mu}m$, $18.16{\mu}m$ and $14.01{\mu}m$, respectively and their tensile strengths were 19.40 Mpa, 32.16 Mpa and 8.45 Mpa, respective. The non-cellulose contents of three leaf fibers were relatively as high as 40%. If the non-cellulose contents of leaf fibers might be controlled, leaf fibers could be used for the materials of textile fiber, non-wovens and Korean traditional paper, Hanjee.