• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3351-3356
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• 2014

최근, 플라스틱 남용으로 인해 바이오매스 기반 물질에 대한 연구의 중요성이 증가하고 있는 추세이다. Cellulose acetate butyrate (CAB)는 생분해성의 성질 때문에 재생이 가능하여 잠재성을 가지고 있는 고분자이다. Poly(ethylene-co-isosorbide terephthalate) (PEIT)는 아이소소바이드 모노머로부터 유래된 바이오매스 기반의 고분자이다. 본 연구에서는 다양한 분야에 적용되고 있지만 열안정성이 낮은 CAB에 내열성이 높은 PEIT를 도입하여 용액 블렌딩 방법을 통해 CAB/PEIT 블렌드를 제조하였다. 블렌드의 상용성을 판단하기 위해 모폴로지와 유리전이온도의 거동을 FE-SEM, DMA를 사용하여 분석하였다. TGA 결과는 CAB/PEIT 75/50, 50/50 조성에서 향상된 열적 안정성을 나타내었으며 XRD에서 새로운 결정 구조는 관찰되지 않았다. 결과적으로 CAB/PEIT solution blends는 모든 조성에서 좋은 상용성을 가짐을 확인하였다.

• 치위생과학회지
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• 제22권4호
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• pp.241-248
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• 2022

Background: Plastic waste generates pollutants in the process of incineration or landfilling, and accumulates in water or marine organisms, causing adverse effects on the environment and the human body. Recently, various eco-friendly oral hygiene products (Eco-OHPs) such as bamboo toothbrushes and biodegradable plastic toothbrushes have been developed. Therefore, this study aimed to investigate the current level of awareness and purchasing status of eco-OHPs among adults who are interested in eco-friendly products. Methods: This study included adults aged >19 years who regularly visited eco-friendly shops and online sites; the online survey links were distributed during their visits to eco-friendly Internet cafés and companies. Of the 22 questions, seven assessed the participants' general characteristics, three assessed the general oral hygiene care products used, six assessed the level of awareness of Eco-OHPs, and six assessed the purchasing status of Eco-OHPs. Frequency analysis, chi-square test, and regression analysis were performed using SPSS software. Results: Among the respondents, 108 (51.4%) were aware of Eco-OHPs, and 79 (37.6%) had experience purchasing Eco-OHPs. The most common reason for not purchasing was the lack of information about related brands or products (74, 56.5%). The most common platform used in obtaining information was the Internet (general: 31.5%, eco-friendly: 46.3%), such as Social Network Service, Internet cafes, and blogs. The experience in purchasing Eco-OHPs was affected by whether the respondents recognized the possibility of contributing to environmental preservation, availability of vendors, product safety, and the number of eco-friendly products purchased. Conclusion: In order to expand the use of Eco-OHPs, various efforts such as promotion of eco-friendly characteristics, determination of related vendors, reliable analysis of product safety, and expansion of product experience opportunities are required.

• 신재생에너지
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• 제18권4호
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• pp.12-21
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• 2022

The pyrolysis characteristics of high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), and polypropylene (PP) were analyzed numerically using a 1D plug flow reactor (PFR) model. A lumped kinetic model was selected to simplify the pyrolysis products as wax, oil, and gas. The simulation was performed in the 400-600℃ range, and the plastic pyrolysis and product generation characteristics with respect to time were compared at various temperatures. It was found that plastic pyrolysis accelerates rapidly as the temperature rises. The amounts of the pyrolysis products wax and oil increase and then decrease with time, whereas the amount of gas produced increases continuously. In LDPE pyrolysis, the pyrolysis time was longer than that observed for other plastics at a specified temperature, and the amount of wax generated was the greatest. The maximum mass fraction of oil was obtained in the order of HDPE, PP, and LDPE at a specified temperature, and it decreased with temperature. Although the 1D model adopted in this study has a limitation in that it does not include material transport and heat transfer phenomena, the qualitative results presented herein could provide base data regarding various types of plastic pyrolysis to predict the product characteristics. These results can in turn be used when designing pyrolysis reactors.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1227-1240
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• 2014

휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.276-284
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• 2022

이 연구에서는 원전해체 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물 처분용 고화제로 재활용하기 위한 인수기준 성능 및 레올로지 특성을 분석하였다. 고화제는 방사성 콘크리트 미분말을 모사하여 사용하였으며, 시험체는 증류수, CoCl₂, CsCl 1 mol 수용액을 배합수로 사용하여 제작하였다. 골재 미분말 혼입율 및 혼합수의 종류에 관계없이 재령 28일 압축강도 성능기준 3.45 MPa를 만족하였다. 모든 시험체는 침수강도 기준을 만족하였고 열순환 압축강도는 Plain-50을 제외한 모든 시험체에 대하여 인수기준을 만족하였다. 고화제의 레올로지 특성을 평가한 결과, 골재 혼입율이 증가할수록 항복응력과 소성점도가 감소함을 알 수 있었다. 모든 시험체의 코발트와 세슘에 대한 침출지수는 6 이상으로 인수기준을 만족하였다. 방사성 폐기물 처분용 고화제의 안정적인 성능을 확보하기 위해서는 고화제 내의 골재 성분은 40 % 이하로 사용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.221-227
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• 2010

본 연구에서는 바이오매스 및 플라스틱에 가스화 효율을 높이기 위한 탄산염 촉매 또는 Ni based 촉매를 혼합한 시료에 대하여, 고정층 반응기를 이용하여 급속 등온 열분해 실험을 수행하여, 생성된 가스의 온도, 시료 및 촉매의 영향에 관한 분석을 통하여, 최적의 수소 생성 수율을 얻고자 한다. 고위발열량 측정 결과, 바이오매스보다 플라스틱 폐기물의 발열량이 높아짐을 알 수 있었다. 원소분석 결과로부터 수소 함량은 플라스틱 시료가 더 높았다. 계산된 활성화 에너지는 촉매 적용에 의해 감소하였고, 5 wt% 이상의 경우에는 큰 변화를 보이지 않았다. 수소수율은 플라스틱 폐기물이 포함된 시료, 온도에 대해서는 대부분 높은 온도 범위에서 최대값이 얻어졌다. 또한 대부분의 시료에서 높은 혼합비를 갖는 조건의 수소수율이 가장 높은 결과를 보였으나, 5 wt% 이상의 조건에서는 촉매 혼합비 증가의 영향은 미비하여, 활성화 에너지의 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 전체적으로 촉매 반응이 무촉매 반응에 비하여 높은 수소수율이 얻어졌다. 촉매 종류에 대하여, 탄산염 촉매인 $Na_2CO_3$ 및 $K_2CO_3$보다 Ni-$ZrO_2$ 촉매가 수소 생산을 위한 목적에 더 적합한 촉매임을 확인하였고, 본 연구로부터의 최대 수소수율을 위한 조건은 $900^{\circ}C$, 20 wt%의 Ni-$ZrO_2$(1:9) 촉매가 혼합된 Pitch Pine, Polyethylene 시료에 대하여 65.9 vol%의 높은 수소수율의 결과를 얻었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권3호
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• pp.203-207
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• 2018

Plastic pollution is threatening human health and ecosystems, resulting in one of the biggest challenges that humanity has ever faced. Therefore, this study focuses on the preparation of macroporous carbon from biowaste (MC)-supported manganese oxide ($MnO_2$) as an efficient, reusable, and robust catalyst for the recycling of poly(ethylene terephthalate) (PET) waste. As-prepared $MnO_2/MC$ composites have a hierarchical pore network and a large surface area ($376.16m^2/g$) with a narrow size distribution. $MnO_2/MC$ shows a maximum yield (98%) of bis(2-hydroxyethyl)terephthalate (BHET) after glycolysis reaction for 120 min. Furthermore, $MnO_2/MC$ can be reused at least nine times with a negligible decrease in BHET yield. Based on this remarkable catalytic performance, we expect that $MnO_2$-based heterogeneous catalysts have the potential to be introduced into the PET recycling industry.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권5호
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• pp.627-639
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• 1998

A combustion model for the incineration of municipal solid waste(MSW) in the stoker type incinerator was developed by considering the variation of physical composition of MSW. Theoretical analysis and numerical simulation for the combustion characteristics in incinerator were conducted by using the present model and the effects of compositional variation on the incineration characteristics of MSW was examined theoretically. It is found that large excess air enhances drying, but depresses volatilization. For the large value of moisture content, pyrolysis is fast but drying is slow. As the value of plastic content increases, devolatilization becomes slower. Larger amount of primary air supply to the rear side of stoker leads to increase the possibility of delaying the combustion.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.423-435
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• 2005

본 연구는 PVC를 포함한 혼합플라스틱을 연료화하는데 있어서 가장 큰 장애요인으로 되어있는 염소분을 효율적으로 제거하기 위한 목적으로 진행되었다. 염소성분을 원천적으로 제거하기 위해서는 PVC 내에 함유된 염소분을 제거하는 것이 관건이며 원천탈염을 통하여 제거하지 않으면 총괄 염소분의 변화가 없기 때문에 실제로 연료사용에는 한계가 있는 경우가 많다. 본 연구는 PVC중 56% 이상 함유되어 있는 염소성분을 연속식 스크루 반응기에 의하여 가열하여 제거하는 방식을 사용하였으며 각 공정의 변수별로 제거효율을 분석하여 최적조업조건에 대한 분석을 실시하였다. 일반적인 공정조업조건은 공급량, 혼합 플라스틱의 점도, 2차 반응기의 온도, 스크루 회전수 등이며 이 가운데 가장 결정적인 조건은 가열온도 변수이며 여타의 최적조업조건 하에서 $300^{\circ}C$ 이상인 경우에는 90% 이상의 탈염효율을 유지할 수 있음을 알 수 있었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제16권5호
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• pp.691-709
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• 2007

Concerns on environmental waste problems caused by non-biodegradable petrochemical-based plastic packaging materials as well as consumer's demand for high quality food products has caused an increasing interest in developing biodegradable packaging materials using annually renewable natural biopolymers such as polysaccharides and proteins. However, inherent shortcomings of natural polymer-based packaging materials such as low mechanical properties and low water resistance are causing a major limitation for their industrial use. By the way, recent advent of nanocomposite technology rekindled interests on the use of natural biopolymers in the food packaging application. Polymer nanocomposites, especially natural biopolymer-layered silicate nanocomposites, exhibit markedly improved packaging properties due to their nanometer size dispersion. These improvements include increased mechanical strength, decreased gas permeability, and increased water resistance. Additionally, biologically active ingredients can be added to impart the desired functional properties to the resulting packaging materials. Consequently, natural biopolymer-based nanocomposite packaging materials with bio-functional properties have huge potential for application in the active food packaging industry. In this review, recent advances in the preparation and characterization of natural biopolymer-based nanocomposite films, and their potential use in food packaging applications are addressed.