점착부여수지의 종류와 함량을 달리하여 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 베이스 폴리머로 하는 핫멜트 접착제를 제조하고, 그것들의 유변학적 거동과 폴리우레탄 기재에 대한 T-peel 접착력을 평가하였다. C5 지방족 석유수지, C9 방향족 석유수지, 수소가 첨가된 디사이클로펜타디엔 석유수지 그리고, 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지가 각각 핫멜트 접착제의 점착부여수지로 사용되었다. 점착부여수지의 산소 함량을 분석하여 점착부여수지의 극성도를 측정하였는데, 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지가 다른 점착부여수지보다 산소 함량이 높은 것을 확인하였다. 디사이클로펜타디엔/아크릴 모노머 공중합 석유수지만이 EVA와 완전한 혼화성을 보였고, 핫멜트 접착제는 모든 조성에서 균일상을 나타내었다. 핫멜트 접착제와 폴리우레탄 기재와의 T-peel 접착력은 핫멜트 접착제 자체의 저장탄성계수(G')보다는 핫멜트 접착제에 첨가된 점착부여수지의 극성도에 의해서 좌우됨이 확인되었다.
방조제(防潮堤)와 같은 토공구조물(土工構造物)을 연약 지반위에 건설(建設)할 때에 두꺼운 퇴적층(堆積層)의 해성(海成) 실트질 점토(粘土)로 이루어진 기초지반(基礎地盤)은 압밀(壓密)과 Creep으로 변형(變形)이 발생한다. 연약지반(軟弱地盤) 위에 축조(築造)된 토공구조물(土工構造物)의 안정화(安定化)를 위하여 보통 매트리스를 사용하게 되며 이는 제체(堤體)의 하중(荷重)을 분산(分散)시킴으로 인하여 극한지지력(極限地支力)을 증가(增加)시키는 중요한 역할(役割)을 하게 된다. 본 연구(硏究)에서는 토공구조물(土工構造物)의 장기적인 변형(變形)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)하여 방조제(防潮堤) 설계(設計) 및 사후관리(事後管理)에 기여(寄與)하고자 한다. 따라서 실험(實驗)에 의하여 해성점토(海成粘土)의 유변학적(流變學的) 모델을 결정(決定)하고 선정(選定)된 모델에 맞는 기존 프로그램인 압밀과 Creep이 각각 해석 가능한 S/W를 두 가지가 동시에 해석가능한 S/W로 수정하여 장기(長期) 응력(應力)-변형거동(變形擧動)을 구명(究明)하였다. 연구결과(硏究結果) 내용(內容)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 개발(開發)한 프로그램은 압밀(壓密)과 Creep을 동시에 해석(解析)할 수 있다. 2. Creep 시험 결과(結果), Rheology 모델은 Vyalov 모델로 나타났다. 3. 연약지반(軟弱地盤)이 보강(補強)된 경우는 비보강(非補強) 경우 보다 압밀(壓密) 및 Creep 변위(變位)가 작게 나타나 토목 섬유의 효과(效果)가 어느 정도 있음을 알 수 있었다.
지하암반의 변형은 단층, 절리 등의 불연속면을 따라 발생하므로 불연속면의 역학적 특성과 공간적인 분포형태는 구조물의 안정성에 근 영향을 미친다. 한편 연약암반에 높은 응력이 작용하는 경우에는 불연속면뿐만 아니라 무결암에서의 변형이 구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 이 연구에서는 암반구조물의 안정성 해석을 위하여 무결암과 절리, 그리고 록볼트를 점소성(visco-plastic) 재료로 가정하고, 연속체 개념을 적용하여 유변학적 모델(Rheological model)에 기초한 2차원 점소성 유한요소 프로그램을 개발하였다. 무결암 모델, 절리암반 모델, 록볼트로 보강된 절리암반 모델의 분석을 통하여 개발된 프로그램을 검증하였고, 각각의 모델에서 무결암의 해석 조건(탄성/점소성)에 따른 변위의 차이를 알아보았다. 연약암반에 높은 응력이 작용할 때, 무결암을 탄성으로 해석한 경우보다 점소성으로 해석한 경우에서 지하구조물의 변위가 더 크게 나타났다. 따라서 연약암반 내 지하구조물의 안정성 해석을 위해서는 절리와 록볼트 뿐만 아니라 무결암에 대해서도 점소성 모델을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
국내산 쌀보리 품종중 ${\beta}-glucan$ 함량이 유사한$(4.6{\sim}5.0%)$ 메성 쌀보리 (무등쌀보리)와 찰성 쌀보리(찰쌀 보리) 각각 1품종씩을 선별한 후 이들로부터 ${\beta}-glucan$ gum 물질을 추출하여 물리화학적 특성을 비교하였다. Crude ${\beta}-glucan$ gum의 평균 수율은 찰성 쌀보리에서 높았으며 ${\beta}-glucan$ 함량은 $57{\sim}64%$였다. 보리 ${\beta}-glucan$ gum의 점도는 찰성과 메성에서 유사하였고 의가소성의 유동특성을 보였으며 ${\beta}-glucan$ 농도가 증가할수록 그 점도도 증가하였다. 쌀보리가루의 아밀로 그래프에 의한 호화특성은 메성 쌀보리가 찰성 쌀보리에 비해 최고점도가 높은 반면 내부효소 불활성화처리에 의해서는 찰성 쌀보리의 최고점도가 더 높게 나타났다. 쌀보리로부터 분리한 전분과 ${\beta}-glucan$ gum을 혼합하여 호화특성을 살펴본 결과 ${\beta}-glucan$은 쌀보리 전분의 점도를 증가시켰으며 그 효과는 메성 쌀보리 전분에서 더 큰 것으로 확인되었다.
폴리카보네이트/폴리(부틸렌 테레프탈레이트)(PC/PBT) 블렌드에 대해 용융혼합 과정에서 에스테르 교환반응 거동을 조사하였고, PC/PBT 혼합비에 따른 유변학적 특성, 파괴거동 및 파단면 모폴로지를 조사하였다. FT-IR 및 $^1H-NMR$ 분석을 통해 용융혼합 중에 PC와 PBT간 에스테르화 반응이 일어남을 확인하였다. PC 함량이 증가할수록 용융지수(MI)는 감소하여 PC의 높은 흐름저항성을 확인하였다. 또한 PC 함량이 증가할수록 저장 및 손실 탄성률은 증가하였고, Cole-Cole 도시로부터 PC/PBT 블렌드의 경우 혼합비에 관계없이 유변학적 상용성은 나타내지 않은 것으로 나타났다. 인장강도는 PC 함량이 증가함에 따라 선형적인 증가를 나타내었다. 충격강도의 경우 PC 함량이 증가함에 따라 증가하였는데, 약 $30{\sim}40wt%$ 범위에서 가장 급격한 증가폭을 나타내었고, 50 wt% 이상의 범위에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. 충격 파단면을 관찰한 결과 약 40 wt% 이상의 범위에서부터 충격방향으로 거친 파괴 릿지(ridge)가 형성되어서 높은 충격강도를 나타낸 것으로 판단된다.
The aim of this study was to investigate the effect of monomer and filler compositions on the rheological properties related to the handling characteristics of resin composites. Methods. Resin matrices that Bis-GMA as base monomer was blended with TEGDMA as diluent at various ratio were mixed with the Barium glass (0.7 um and 1.0 um), 0.04 um fumed silica and 0.5 um round silica. All used fillers were silane treated. In order to vary the viscosity of experimental composites, the type and content of incorporated fillers were changed, Using a rheometer, a steady shear test and a dynamic oscillatory shear test were used to evaluate the viscosity ($\eta$) of resin matrix, and the storage shear modulus (G'), the loss shear modulus (G"), the loss tangent ($tan{\delta}$) and the complex viscosity (${\eta}^*$) ofthe composites as a function of frequency ${\omega}{\;}={\;}0.1-100{\;}rad/s$. To investigate the effect of temperature on the viscosity of composites, a temperature sweep test was also undertaken. Results. Resin matrices were Newtonian fluid regardless of diluent concentration and all experimental composites exhibited pseudoplastic behavior with increasing shear rate. The viscosity of composites was exponentially increased with increasing filler volume%. In the same filler volume, the smaller the fillers were used, the higher the viscosities were. The effect of filler size on the viscosity was increased with increasing filler content. Increasing filler content reduced $tan{\delta}$ by increasing the G' further than the G". The viscosity of composites was decreased exponentially with increasing temperature.
본 연구에서는 강도를 조절한 마이크로겔을 사용하여 다양한 점탄성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 하이드로겔의 화학적 가교제의 함량이 증가할수록 팽윤비는 $2.0{\times}10^4%$에서 $6.0{\times}10^3%$까지 감소하였고, 강도는 22.2 kPa에서 99.7 kPa까지 증가하였다. 이를 $100{\mu}m$ 크기로 분쇄하여 마이크로겔을 제작하였고 이온성 가교결합을 유도하는 분산액과 혼합하여 콜로이드 마이크로겔을 제작하였다. 그 결과, 가교제의 가교도와 분산액에 따라 $10^{-1}rad/s$의 진동수에서 1.679 kPa.s에서 86.485 kPa.s까지 점도를 세밀하게 조절할 수 있었다. 본 연구에서는 콜로이드 마이크로겔의 물성을 제어하기 위해 하이드로겔의 가교도를 조절 또는 분산액의 종류와 함량을 조절하여 다양한 유변학적 거동을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 물성을 제어할 수 있는 콜로이드 마이크로겔을 사용하여 향후 콜로이드 현탁액 및 유화를 제조하는 화장품, 제약, 페인트 및 식품 산업에서 목적에 따라 적합한 물성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조할 수 있다.
CM-chitin 분자의 고유특성을 규명하기 위하여 물성학적 방법으로 저농도 용액에서의 CM-chitin의 고유특성인 사슬배좌와 전해질 거동에 대하여 조사하였다. 비교란 상태에서 CM-chitin 사슬의 양단간 거리는 $127{\AA}$효에서 $113{\AA}$으로 분자량이 작을수록 양단간 거리는 좁혀지는 경향을 보였다 회전반경의 경우에도 $52{\AA}$에서 $46{\AA}$으로 양단간 거리와 같은 경향을 보였다. 팽창인자는 분자량에 관계없이 거의 일정하게 나타났으며, 결합사슬의 길이는 $14.5{\AA}$이었다. 그리고 교란 상태에서 CM-chitin의 Flory 점도상수는 $2.35\times10^{21}$이었다. CM-chitin의 이온강도에 따른 고유점도의 변화에 있어서 이온강도가 0.02일 때 고유점도는 1.95d1/g이었으며, 이온강도 1.0일 때는 고유점도가 1.06dl/g로 이온강도가 증가함에 따라 고유점도는 감소하는 경향을 보여 CM-chitin이 전해질임이 확인되었다. 그리고 전하를 완전히 제거한 상태에서의 CM-chitin의 고유점도$([\eta]_\infty)$는 0.91dl/g이었다. 한편 사슬의 유연성은 k-carrageenan과 거의 같은 것으로 나타났다.
The drop formation dynamics of a shear thinning, elastic, yield stress ($\tau_o$) fluid (Carbopol 980 (poly(acrylic acid)) dispersions) in silicone oil has been investigated in a flow-focusing microfluidic channel. The rheological character of each solution investigated varied from Netwonian-like through to highly non-Newtonian and was varied by changing the degree of neutralization along the poly (acrylic acid) backbone. We have observed that the drop size of these non-Newtonian fluids (regardless of the degree of neutralisation) showed bimodal behaviour. At first we observed increases in drop size with increasing viscosity ratio (viscosity ratio=viscosity of dispersed phase (DP)/viscosity of continuous phase (CP)) at low flowrates of the continuous phases, and thereafter, decreasing drop sizes as the flow rate of the CP increases past a critical value. Only at the onset of pinching and during the high extensional deformation during pinch-off of a drop are any differences in the non-Newtonian characteristics of these fluids, that is extents of shear thinning, elasticity and yield stress ($\tau_o$), apparent. Changes in these break-off dynamics resulted in the observed differences in the number and size distribution of secondary drops during pinch-off for both fluid classes, Newtonian-like and non-Newtonian fluids. In the case of the Newtonian-like drops, a secondary drop was generated by the onset of necking and breakup at both ends of the filament, akin to end-pinching behavior. This pinch-off behavior was observed to be unaffected by changes in viscosity ratio, over the range explored. Meanwhile, in the case of the non-Newtonian solutions, discrete differences in behaviour were observed, believed to be attributable to each of the non-Newtonian properties of shear thinning, elasticity and yield stress. The presence of a yield stress ($\tau_o$), when coupled with slow flow rates or low viscosities of the CP, reduced the drop size compared to the Newtonian-like Carbopol dispersions of much lower viscosity. The presence of shear thinning resulted in a rapid necking event post onset, a decrease in primary droplet size and, in some cases, an increase in the rate of drop production. The presence of elasticity during the extensional flow imposed by the necking event allowed for the extended maintenance of the filament, as observed previously for dilute solutions of linear polymers during drop break-up.
PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the SDAR (solvent deasphaltene residue), which is obtained from the solvent deasphalting (SDA) process, as a pavement material. METHODS : The physical properties of the SDAR were evaluated based on its chemical composition, and asphalt mixtures with the SDAR were fabricated and used for the evaluation of mechanical properties. Firstly, the chemical composition of SARA (saturate, aromatic, resin and asphaltene) was analyzed using the TLC-FID (thin-layer chromatography-flame ionization detector). Moreover, the basic material properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the penetration test, softening point test, ductility test, and PG (performance grade) grade test. The rheological properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the dynamic shear modulus ($G^*$) obtained using the time-temperature superposition (TTS) principle. Secondly, the mechanical properties of the asphalt mixtures with the SDAR were evaluated. The compactibility was evaluated using the gyratory compacter. Moreover, the tensile strength ratio (TSR) was used for evaluating the moisture susceptibility of the asphalt mixtures (i.e., susceptibility to pothole damage). The dynamic modulus $E^*$, which is a fundamental property of the asphalt mixture, obtained at different temperatures and loading cycles, was used to evaluate the mechanical properties of the asphalt mixtures. RESULTS AND CONCLUSION : The SDAR shows stiffer and more brittle behavior than the conventional asphalt binder. As the application of the SDAR directly in the field may cause early failures, such as cracks on pavements, it should be applied with modifiers that can favorably modify the brittleness property of the SDAR. Therefore, if appropriate additives are applied on the SDAR, it can be used as a pavement material because of its low cost and strong resistance to rutting.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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