• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.190-193
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• 2004

Two different diene monomers [dicyclopentadiene (DCPD) and 5-ethylidene-2-norbomene (ENB)] as self­healing agent for polymeric composites were microencapsuled by in-situ polymerization of urea and formaldehyde. The healing agents were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). Exothermic reaction and glass transition temperature from DSC and storage modulus (G') and tan $\delta$ from DMA curves were analyzed for the samples cured for 5 min and 24 h in the presence of different amounts of catalyst. Micorcapsules were successfully formed for both diene monomers. Microcapsules containing the healing agent were manufactured and its thermal properties were characterized by thermo gravimetric analysis (TGA). Optical microscope (OM) and particle size analyzer (PSA) were employed to observe morphology and size distribution of microcapsules, respectively. Comparison of the two self-healing agents and their microcapsules with the two was made in this study.

• Computers and Concrete
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• 제15권1호
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• pp.37-54
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• 2015

In general, cracks significantly deteriorate the in-situ performance of concrete members and structures, especially in urban metro tunnels that have been embedded in saturated soft soils. The microcapsule self-healing method is a newly developed healing method for repairing cracked concrete. To investigate the optimal microcapsule parameters that will have the best healing effect in concrete, a 3D analytical probability healing model is proposed; it is based on the microcapsule self-healing method's healing mechanism, and its purpose is to predict the healing efficiency and healing probability of given cracks. The proposed model comprehensively considers the radius and the volume fraction of microcapsules, the expected healing efficiency, the parameters of cracks, the broken ratio and the healing probability. Furthermore, a simplified probability healing model is proposed to facilitate the calculation. Then, a Monte Carlo test is conducted to verify the proposed 3D analytical probability healing model. Finally, the influences of microcapsules' parameters on the healing efficiency and the healing probability of the microcapsule self-healing method are examined in light of the proposed probability model.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.56-63
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• 2015

본 연구의 목적은 다이이소시아네이트 화합물을 함유하는 마이크로캡슐을 제조하고 자기치유형 보호코팅재에 적용하여 공기 중 수분에 의한 자기치유 기능을 평가하는 것이다. 다이이소시아네이트 화합물의 공기 중 수분과의 반응 거동을 조사함으로써 치유 물질로서의 가능성을 확인하였다. 폴리우레탄을 캡슐막으로 하여 이소포론 다이이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI)의 마이크로캡슐화를 계면중합법에 의해 수행하였다. 마이크로캡슐의 생성여부는 FTIR 및 NMR으로 확인하였고, 마이크로캡슐의 직경 및 크기 분포, 표면 형상과 캡슐막의 두께는 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 교반속도 및 다이올 구조 변화에 따른 마이크로캡슐의 특성 변화를 조사하였다. 자기치유형 보호코팅재를 제조하여 스크래치를 형성시킨 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 스크래치 형성 직후 스크래치가 지나가는 자리에 위치하는 마이크로캡슐이 깨지면서 심물질이 흘러나와 스크래치를 메워주는 것을 확인하였다. 또한 CRC 보드에 마이크로캡슐을 함유한 자기치유 코팅재를 제조하여 스크래치 형성 후 상대습도 68~89%의 공기 중에 48시간 동안 방치한 후 SEM 분석 및 내투수 테스트를 진행한 결과, 스크래치가 자기치유된 것이 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.335-342
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• 2022

본 연구에서는 무기재료를 코어재료로 사용한 자기치유 고상캡슐 및 자기치유 마이크로캡슐을 혼합하여 자기치유 하이브리드 캡슐을 제조하였다. 자기치유 하이브리드캡슐을 시멘트 질량 기준으로 3:7, 5:5 및 7:3의 조성비에 따라 3 % 혼합하여 자기치유 시멘트 복합재료 배합을 진행하였으며, 정수위 투수시험 및 표면균열 모니터링을 통해 균열 자기치유 하이브리드캡슐의 치유 특성을 평가하였다. 실험 결과, 자기치유 고상캡슐 및 자기치유 마이크로캡슐의 조성비가 7:3으로 제조된 자기치유 하이브리드 캡슐을 혼합함에 따라 균열 자기치유 성능을 향상시키는 효과가 큰 것으로 나타났다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.626-629
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• 2004

Recently, the self-healing technique is being investigated to repair the damaged polymeric composites by the use of microcapsules with the healing agent. This technique can obtains both the damage detection and the damage repair simultaneously over the converntional repairing techniques. In this study, the effects of the catalyst ratio to the healing agent and thermal characteristics to the mixtures of healing agent are investigated through single lap shear tests and DSC. The Healing agents such as DCPD, ENB, and their mixtures are considered and Grubb's catalyst is used as a catalst.

• Composites Research
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• 제16권2호
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• pp.54-61
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• 2003

본 연구에서는 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐의 제조공법을 소개하였으며 제조공정변수를 달리하여 제조된 마이크로캡슐의 특성을 입도분석기, 광학현미경, TGA 등을 통해 평가하였다. 이때 자가치료용 마이크로캡슐은 요소-포름알데히드 수지로 구성된 박막으로 되어 있으며 마이크로캡슐의 내부에는 자가치료제인 DCPD가 충전되어 있는 경우를 고려하였다. 마이크로캡슐의 제조공정변수로는 (1) 24시간. 40시간. 48시간, 60시간의 EMA copolymer 용해시간, (2) pH3.5, pH4.0, pH4.5의 수소이온농도, (3) 400rpm, 500rpm, 600rpm. 1000rpm의 교반속도, (4) $50^{\circ}$, $55^{\circ}$, $60^{\circ}$의 반응온도 등을 고려하였다. 연구결과에 따르면 마이크로캡슐의 입도분포는 교반속도에 따라 달라지며, EMA copolymer의 용해시간, 수용액에서의 수소이온농도 및 반응온도 등은 마이크로캡슐의 열안정성에 큰 영향을 미친다. 따라서 마이크로캡슐의 내부에 저장된 자가치료제의 증발을 억제할 수 있는 우수한 열안정성을 갖는 마이크로캡슐을 제조하기 위해서는 적절한 제조공정변수가 적용되어야 한다.

• 융합정보논문지
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• 제9권10호
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• pp.87-93
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• 2019

치유 물질인 아마인유에 형광 물질을 소량 혼합한 혼합물을 코어 성분으로 하여 마이크로캡슐을 제조하였다. 이 마이크로캡슐을 코팅재 조성물에 균일하게 분산시켜 모르타르 표면에 도포함으로써 지기치유 보호코팅재를 제작하였다. 이 코팅재에 약 $100{\mu}m$ 폭의 스크래치 또는 균열 손상을 발생시킨 후 자외선을 조사하면서 관찰한 결과, 캡슐 함량이 증가할수록 형광 발광의 범위가 증가하였고, 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재에서는 손상 부위가 치유물질로 거의 채워진 모습을 나타내었다. 물흡수도 시험 결과 20wt% 이상의 캡슐을 함유한 코팅재는 약 85%의 치유효율을 보였다. 손상 부위에서 나타나는 형광은 3m의 거리에서도 용이하게 식별되었다. 본 연구결과는 콘크리트 보호를 위한 마이크로캡슐형 자기치유 코팅재의 치유기능을 육안으로 용이하게 확인하는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.289-298
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• 2023

본 연구에서는 자기치유 구체방수제를 개발하기 위한 일환의 연구로써, 구체방수제의 제조특성 및 방수성능 평가를 수행하였다. 마이크로캡슐 활용 구체방수제의 최적 조성비를 모르타르단계에서 플로우, 압축강도, 투수율 및 투수비 특성 평가로 얻고자 하였으며, 콘크리트용 자기치유 구체방수제의 치유성능 평가를 위한 기반 자료로써 활용하고자 하였다. 자기치유 구체방수제의 기준 재료인 구체방수제 주재료는 보수용도로 많이 사용되는 규산염계 무기재료 3종을 사용하였으며, 실험 결과로 규산칼륨이 높은 조성비를 가지는 SIM-2가 적합한 것으로 판단하였다. 구체방수제의 분산성을 높이기 위하여 계면활성제 혼합률은 0.03 %가 적합한 것으로 나타났으며, 점도 조절을 위하여 증류수 혼합률은 0.2 %가 적합한 것으로 나타났다. 자기치유 구체방수제의 치유소재로 사용된 마이크로캡슐의 사용량은 0.5 % ~ 0.7 % 범위에서 KS F 4949 시멘트 혼입 폴리머계 방수재에 내투수 성능 및 KS F 4926 콘크리트용 수밀혼화재 시험평가를 만족하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제26권1호
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• pp.40-46
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• 2015

카본나노튜브(CNT)와 폴리아닐린(PANI)과 같은 도전성물질의 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐이 멜라민과 포름알데히드의 in situ 중합법에 의해 제조되었다. 평균직경 $10-20{\mu}m$의 안정된 마이크로캡슐이 관찰되었으며, 이 마이크로 캡슐의 표면 모폴로지와 화학구조, 열적특성을 광학현미경, 주사전자현미경(SEM), 적외선 분광분석(FT-IR), 열중량분석(TGA) 등으로 측정하였다. 테트라클로로에틸렌과 아이소파 G (isopar-G) 및 CNT나 PANI로 구성된 도전성물질 서스펜션을 함유한 마이크로캡슐의 전기전도도를 캡슐벽을 깨뜨린 후 측정하였다. 마이크로캡슐의 심물질인 CNT나 PANI의 양이 증가할수록 측정된 전류는 증가하였다. 분쇄된 캡슐의 심물질의 전도도를 측정한 결과는 CNT나 PANI가 캡슐이 깨졌을 때, 빠져나온 심물질인 전도성 물질이 단락된 서킷을 연결해 줄 수 있는, 자기치유형 전자재료 시스템에 폴리 멜라민 포름알데히드 베이스의 코어 쉘(core shell) 마이크로캡슐이 적용 가능한 것을 보여준다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.169-172
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• 2003

Manufacturing process for autonomic microcapsules was introduced and autonomic microcapsules were manufactured by varying with various manufacturing process variables. Urea-formaldehyde resin was used for the wall of microcapsules and DCPD (dicyclopentadiene) was used for the self-healing agent. The characteristics of these microcapsules was evaluated through a particle size analyaer, an optical microscope, and a TGA. The various manufacturing process variables, such as pH and agitation speed of the emulsified solution, were considered to focus in this study. According to the results, the particle size distributions were affected on the agitation speed of the emulsified solution, and the thermal stability was influenced by pH of the emulsified solution.