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

• 대한화장품학회지
• /
• 제41권4호
• /
• pp.315-324
• /
• 2015

본 논문에서는 양친매성물질인 $C_{12-20}$ 알킬글루코사이드, $C_{14-22}$ 알코올 및 베헤닐알코올로 구성된 액정 에멀젼을 제조하고 그 특성 및 in vitro 피부 투과 연구를 수행하였다. 액정 에멀젼의 배합비 실험 결과, $C_{12-20}$ 알킬글루코사이드 0.8%, $C_{14-22}$ 알코올 3.2% 및 베헤닐알코올 4%에서 선명한 액정 구조가 관찰되었다. 액정 에멀젼과 비교군으로 O/W 에멀젼의 물리적 특성을 비교한 결과, 액정 에멀젼과 O/W 에멀젼의 점성은 각각 $1871.26{\sim}1.15Pa{\cdot}s$ 및 $1768.69{\sim}1.14Pa{\cdot}s$이었으며, 전단응력은 액정 에멀젼은 190.45 ~ 919.38 Pa, O/W 에멀젼은 178.68 ~ 909.18 Pa로 측정되었다. 저장 탄성률은 액정 에멀젼은 4487.82 ~ 8195.59 Pa, O/W 에멀젼은 3428.53 ~ 9157.45 Pa, 탄성에 대한 점성의 비인 tan (delta) 값은, 액정 에멀젼은 0.23 ~ 0.25, O/W 에멀젼은 0.43 ~ 0.19로 나타났다. 경피 수분 함량 측정 결과, 액정 에멀젼은 O/W 에멀젼에 비하여 사용 후 1 h부터 6 h까지 유의적으로 더 높은 피부 수분 함량을 나타냈으며, 경피 수분 손실에서는 30 min부터 4 h까지 유의적으로 수분 손실 억제 효과를 나타내었다. 글리시리직애씨드를 이용한 피부 투과 실험 결과, 24 h 동안 피부 투과량은 액정 에멀젼($64.58{\mu}g/cm^2$), O/W 에멀젼($37.07{\mu}g/cm^2$), 부틸렌글라이콜 용액($41.05{\mu}g/cm^2$) 순으로 나타났고, 시간별 투과능 관찰 결과는 8 h 이후부터 액정 제형에서 피부 투과능이 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 액정 에멀젼은 피부의 보습 효과를 증진시킬 뿐만 아니라 기능성 소재의 효율적인 피부 전달체로서 응용 가능성이 있음을 시사한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제13권4호
• /
• pp.3-57
• /
• 1985

본(本) 시험(試驗)에 있어서 파아티클보오드와 콤플라이보오드용(用)의 칩은 공(共)히 메란티 수종(樹種)(Shorea spp.)을 팔만칩퍼로 제조(製造)하였으며 콤플라이보오드의 표층단판(表層單板)의 수종(樹種)은 아피통(Dipterocarpus spp.)을 사용(使用)하였다. 칩의 크기는 6메쉬를 통과(通過)하고 25 메쉬위에 남는 것을 이용(利用)하였으며 콤플라이보오드의 단판(單板)두께는 0.9mm, 1.6mm 및 2.3mm의 것을 사용(使用)하였고 접착제(接着劑)로는 요소수지(尿素樹脂)를 파아티클의 전건조량(全乾燥量)에 대(對)해 10%첨가(添加)한 후 성형(成型)하여 파아티클보오드를 만들었고 표층용단판(表層用單板)의 접착(接着)에는 36g/(30.48cm)$^2$을 도포(塗布)하였다. 내화약제(耐火藥劑)로는 제2인산(第二燐酸)암모늄, 황산(黃酸)암모늄, 제1인산(第一燐酸)암모늄, 파이래소트, 미나리스의 5종(種)에 대(對)해 단판(單板)에는 20% 농도(濃度)로 파아티클에는 5, 10, 15, 20%의 농도(濃度)로 침지법(浸漬法)을 적용(適用)하여 처리(處理)하였다. 이런 조건(條件)으로 만든 내화(耐火)파아티클보오드와 콤플라이보오드의 물성(物性) 기계적(機械的) 성질(性質) 및 내화도(耐火度)를 조사(調査)하여 내화처리(耐火處理)파아티클 및 콤플라이보오드 제조가능성(製造可能性)을 구명(究明)하고져 하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻은 결론(結論)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 파아티클보오드와 콤플라이보오드의 5종(種)의 약제보유량중(藥劑保有量中) 5% 황산(黃酸)암모늄처리(處理)가 1.34kg/(30.48cm)$^3$로 가장 적었으나 모두가 최저보유량(最低保有量) 1,125kg/(30.48cm)$^3$ 보다도 높은 것을 나타내었다. 2. 파아티클보오드와 콤플라이보오드의 파괴계수(破壞係數), 탄성계수(彈性係數), 박리강도(剝離强度) 및 나사못 유지력(維持力)은 제2인산(第二燐酸)암모늄처리(處理)가 다른 약제처리(藥劑處理)보다 우수(優秀)하였다. 3. 내화처리(耐火處理)콤플라이보오드의 파괴계수(破壞係數) 및 탄성계수(彈性係數)는 내화처리(耐火處理)파아티클보오드보다 더 양호(良好)한 결과(結果)를 나타내었다. 4. 내화처리(耐火處理)콤플라이보오드의 두께 팽창율(膨脹率)은 내화처리(耐火處理)파아티클보오드의 것보다 훨씬 적었다. 5. 파이레소트와 미나리스처리(處理)는 파아티클보오드와 콤플라이보오드의 함수율(含水率)을 증가(增加)시켰으나 제1인산(第一燐酸)암모늄처리(處理)는 오히려 함수율(含水率)을 감소(減少)시켰다. 6. 내화처리(耐火處理)콤플라이보오드는 착화(着火)가 되지 않았고 내화처리(耐火處理)콤플라이보오드는 착화(着火)는 되었지만 대조구(對照區)에 비(比)해 착화시간(着火時間)이 훨씬 지연(遲延)되었다. 또한 단판(單板)만 내화처리(耐火處理)한 콤플라이보오드는 착화(着火)되어 잔염(殘炎)은 있으나 대조구(對照區)에 비(比)해 그 잔염시간(殘炎時間)이 훨씬 짧았다. 단판(單板)과 중층(中層)파아티클보오드에 처리(處理)한 콤플라이보오드는 착화(着火)는 되었으나 잔염(殘炎)은 없었다. 7. 불꽃의 길이, 탄화면적(炭化面積) 및 중량감소율(重量減少率)은 대조구(對照區)에 비(比)해서 훨씬 적었으나 약제간(藥劑間)에 차이(差異)는 없었다. 8. 시험(試驗)한 5종(種)의 약제(藥劑)에서 내화처리(耐火處理)파아티클보오드의 이면온도(裏面溫度)는 처리농도(處理濃度)가 증가(增加)함에 따라서 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내고 있다. 9. 내화처리(耐火處理)파아티클보오드의 이면온도(裏面溫度)가 가장 높은 약제(藥劑)는 파이레소트처리(處理)이고 가장 낮은 약제(藥劑)는 미나리스처리(處理)였다. 10. 내화처리(耐火處理)콤플라이보오드의 이면온도(裏面溫度)는 대조구(對照區)에 비(比)해서 현저히 낮았다.