• 제목/요약/키워드: Hybrid polymer

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Time-dependent and inelastic behaviors of fiber- and particle hybrid composites

  • Kim, Jeong-Sik;Muliana, Anastasia
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제34권4호
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    • pp.525-539
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    • 2010
  • Polymer matrix composites are widely used in many engineering applications as they can be customized to meet a desired performance while not only maintaining low cost but also reducing weight. Polymers can experience viscoelastic-viscoplastic response when subjected to external loadings. Various reinforcements and fillers are added to polymers which bring out more complexity in analyzing the timedependent response. This study formulates an integrated micromechanical model and finite element (FE) analysis for predicting effective viscoelastic-viscoplastic response of polymer based hybrid composites. The studied hybrid system consists of unidirectional short-fiber reinforcements and a matrix system which is composed of solid spherical particle fillers dispersed in a homogeneous polymer constituent. The goal is to predict effective performance of hybrid systems having different compositions and properties of the fiber, particle, and matrix constituents. A combined Schapery's viscoelastic integral model and Valanis's endochronic viscoplastic model is used for the polymer constituent. The particle and fiber constituents are assumed linear elastic. A previously developed micromechanical model of particle reinforced composite is first used to obtain effective mechanical properties of the matrix systems. The effective properties of the matrix are then integrated to a unit-cell model of short-fiber reinforced composites, which is generated using the FE. The effective properties of the matrix are implemented using a user material subroutine in the FE framework. Limited experimental data and analytical solutions available in the literatures are used for comparisons.

용융 점도 조절에 의한 나일론6의 가공특성 연구 (Processing Characteristics of Nylon 6 by Controlling the Melt Viscosity)

  • 김효갑;김준경;임순호;이건웅;박민;강호종
    • 폴리머
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    • 제29권6호
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    • pp.565-570
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    • 2005
  • 용융 점도 조절에 의한 나일론6(N6)의 melt impregnation공정에서의 용융가공 특성에 대하여 고찰하여 보았다. N6의 용융 점도를 조절하기 위하여 calcium stearate(CaST)를 윤활제로 사용한 결과, 1 wt$\%$의 윤활제의 첨가에 의하여 용융 점도가 감소함을 알 수 있었다. 아울러 폴리카프로락톤(PCL)을 N6에 반응 용융 블렌딩하여 N6의 용융 점도를 낮출 수 있었으며 phenyl phosphite(PP)와 diphenyl phosphite(DPP)를 첨가하여 블렌딩 시 상호에스테르 교환반응을 증가시켜 추가적인 용융 점도 감소를 확인하였다. 이러한 방법들은 N6의 고온 가공의 문제점으로 지적되는 열안정성 저하를 최소화하면서 melt impregnation 공정에서 필수적인 저점도 가공을 가능하게 할 수 있을 것으로 사료된다.

자기치유 공학재료: I. 유기 재료 (Self-healing Engineering Materials: I. Organic Materials)

  • 최은지;왕징;윤지환;심상은;윤주호;김일
    • 청정기술
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    • 제17권1호
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    • pp.1-12
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    • 2011
  • 과학자와 공학자들은 끊임없이 금속, 합금, 고분자, 세라믹 등의 공학재료의 성질을 계속해서 변화하는 사회의 요구에 부응하는 방향으로 개선하여 왔다. 인조 공학재료는 일반적으로 기계적 성질이 우수하여, 자연 재료의 기계적 성질보다 우수한 경우가 많다. 그러나, 이와 같은 공학 재료는 자연계에서 흔히 볼 수 있는 자기 치유능력, 즉 고의적인 인간의 접촉을 거치지 않고도 미세균열을 제거하는 능력이 부족하다. 자연에서 관측할 수 있는 손상관리 패러다임은 여러 가지 종류의 공학재료의 고유성질을 잘 고려하면 인조공학 재료에서도 성공적으로 재현할 수 있다. 특히 적절한 화학반응과 분자간력을 응용하면 고분자, 아이오노머, 복합체와 같은 유기재료에 적용할 수 있는 다양한 자기치유 방법을 개발할 수 있다.

상호에스테르 교환반응이 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)/폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 블렌드 물성에 미치는 영향 (Effect of Transesterification on the Physical Properties of Poly(butylene terephthalate)/Poly(ethylene terephthalate) Blends)

  • 김효갑;김준경;임순호;이건웅;박민;강호종
    • 폴리머
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    • 제30권2호
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    • pp.118-123
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    • 2006
  • 폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PBT)와 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)의 용융 가공시 발생하는 상호에스테르 교환반응이 PBT/PET 블렌드의 유변 물성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. PBT에 PET를 용융 블렌딩하면 PET의 상대적인 낮은 점도에 의하여 PET의 함량이 증가할수록 PET의 점도가 감소됨을 알 수 있었으며 이와 함께 용융가공시 발생하는 분자량 감소와 PBT와 PET 상호간에 발생하는 상호에스테르 교환반응에 의하여 추가적인 용융점도 감소가 있음을 확인하였다. 또한 PBT와는 달리 윤활제로 사용한 calcium stearate(CaST)는 PBT/PET 블렌드에서 윤활 작용은 미약한 반면 이들 블렌드의 열분해에 따른 분자량 감소와 상호에스테르 교환반응을 촉진하여 추가적인 용융점도 감소를 초래함을 알 수 있었다.

유연한 점토-폴리(비닐 알코올) 하이브리드 필름의 특성 연구: 열적.광학적 성질, 모폴로지, 및 가스 투과성 (Characterizations of Flexible Clay-PVA Hybrid Films: Thermo-optical Properties, Morphology, and Gas Permeability)

  • 신지은;함미란;김정철;장진해
    • 폴리머
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    • 제35권5호
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    • pp.402-408
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    • 2011
  • $Na^+$-사포나이트(saponite, SPT) 필름의 유연성을 향상시키기 위해 수용성 고분자인 폴리(비닐 알코올)(poly(vinyl alcohol); PVA)을 다양한 함량(0~10 wt%)으로 사용하여 용액 삽입방법을 통해 SPT 하이브리드 필름을 제조하였다. 본 논문에서는 SPT 하이브리드 필름의 열적 광학적 성질, 모폴로지, 및 가스 투과성 등을 조사하였다. PVA 농도에 따른 SPT 하이브리드 필름의 성질들은 X-선 회절도(XRD), 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM), 시차주사 열량계(DSC), 열중량 분석기(TGA), 열기계 분석기(TMA), 자외선-가시광선(UV-vis.) 흡광도기, 및 산소투과($O_2$TR) 측정기 등을 통해 조사하였다. SPT 하이브리드 필름의 성질들은 PVA의 무게% 농도에 따라 많은 영향을 받았으며, 적은 양의 PVA도 SPT 하이브리드 필름의 유연성을 증가시키기에 충분하였다.

Developement of the reinforced acrylic-based hybrid denture composite resin with vinyloligosilsesquioxane (POSS)

  • Nam, Kwang-Woo;Chang, Myung-Woo;Chang, Bok-Sook;Han, Dong-Hoo;Shim, June-Sung;Chang, Ik-Tae;Heo, Seong-Joo;An, Jung-Ho;Chung, Dong-June
    • 대한치과보철학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.782-790
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    • 2000
  • The mainly used polymeric material for the denture is PMMA because of its cost and easiness to handle. So it was widely used material among dentists for past decades. But the acrylic-based denture materials have several common weak points such as shrinkage after curing and lack of strength. In order to solve these problems, we adapted one of hybrid system using acrylic polymer and vinyloligosilsesquioxane(POSS). POSS, which is a well known expandable monomer during polymerization process, may eventually suppress volumetric shrinkage. And the hybrid system makes it possible for the polymer to be stable in various severe conditions. Eight different kinds of samples were designed and synthesized. Each samples were characterized with dynamic mechanical analyser(DMA) to confirm their thermodynamic properties, fractured to analyze the cross-sectional morphology of the samples. And elongation, flexural and impact tests were also executed to evaluate the mechanical properties of the samples. From the results, hybrid composites had well defined crosslinked network structure compared to the widely used denture materials, and the mechanical strength improved without changing any surface condition as increment with POSS ratio in hybrid system. Fractured morphology showed homogeneous surfaces in spite of mutli component system, therefore we can conclude that the adoption of the POSS brought the reinforcement of the denture resin.

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POSS 기반 유-무기 하이브리드 충전제와 폴리아미드계 TPE로 이루어진 나노복합체의 제조 및 특성 (Preparation and Property of POSS-Based Organic-Inorganic Hybrid Filler and Polyamide Thermoplastic Elastomer (PA-TPE)/POSS Nanocomposite)

  • 한재희;김형중
    • 폴리머
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    • 제37권1호
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    • pp.34-40
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    • 2013
  • 아민 작용기를 가진 POSS에 toluene diisocyanate(TDI)와 caprolactam(CL)의 반응물을 반응시켜 POSS 기반의 하이브리드 충전제(POSS-(TDI+CL))를 합성하였고 이를 상업용 폴리아미드계 열가소성 탄성체인 PA-TPE에 블렌딩하여 PA-TPE/POSS-(TDI+CL) 복합체를 제조하였다. POSS계 충전제의 화학구조는 FTIR과 $^1H$ NMR을 사용하여 확인하였다. PA-TPE/POSS-(TDI+CL) 복합체는 충전제를 PA-TPE에 7 wt%까지 첨가하여 제조하였고 이들은 순수 PA-TPE와 변성되지 되지 않은 PA-TPE/octaphenyl POSS의 복합체보다 낮은 tension set 값을 보여 탄성회복력이 향상되었다. 또한 하이브리드 충전제의 함량이 증가함에 따라 인장강도와 모듈러스가 증가하였다. 결론적으로 하이브리드 충전제인 POSS-(TDI+CL)는 원래 PA-TPE의 탄성에 나쁜 영향을 미치지 않고도 기계적 물성을 향상시킬 수 있는 적절한 충전제라 볼 수 있다.

알콕시 실란계 나노합성 Hybrid 폴리머형 코팅제를 적용한 콘크리트의 내구성능 평가에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Durability Evaluation of Nano Composite Hybrid Polymer Type Coatings Applied Concrete)

  • 박홍욱;송하원;백종명;우종태;남진원
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.687-692
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    • 2003
  • In this study, durability of concrete whose surface were treated by nano-composite hybrid polymer type coatings, which can provide a barrier against the ingress of moisture or aggressive ions to concrete, is discussed. For the durability evaluation of the coated concrete, chloride ponding test, accelerating carbonation test, porosity measurement test, and the SEM test are conducted. As the result of this study, it is found that nano-composite hybrid polymer type coated concrete has a much higher resistance to the ingress of chloride ion, carbon dioxide, moisture and aggressive acid than plain concrete has.

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