지중공동이 존재하는 지반의 거동은 지반함몰의 위험을 평가할 때 반드시 고려해야 하는 사항이다. 지중공동 주변 지반의 전단강도를 알더라도 공동의 크기와 같은 기하학적 요소와 관련된 불확실성으로 인해 정밀한 분석이 어렵다. 본 연구에서는 지반의 강도 및 공동의 기하학적 조건들을 바탕으로 무차원 안정성 상수를 나타내는 도표를 제안하였다. 이를 위해 수치해석이 수행되었으며 안정성 상수는 지반의 강도 정수인 점착력과 마찰각, 그리고 지중 공동의 크기와 심도를 고려한다. 제안도표는 지반 조건을 바탕으로 현장의 안정성을 추정하는 데 도움이 될 수 있다.
극저온 온도에서 최적복합재료물성치의 사전 연구로서, 실온과 저온, 즉 $25^{\circ}C$와 $-10^{\circ}C$에서 카본 혹은 유리섬유가 함침된 에폭시 복합재료의 계면 물성치가 미세역학인 시험법을 사용하여 평가되었다. 인장과 압축하중 조건에서 저온에서의 기계적인 강성도가 상온에서의 강성도보다 증대하였다. 실온과 저온에서의 계면전단강도가 에폭시 기지의 인성과 겉보기 강성도를 사용하여 상호 비교하였다. 기지의 강성도 향상으로 인해 계면전단강도가 실온보다 저온에서 높게 나타났다. 유리와 카본 섬유의 인장 강도들의 통계적인 분포가 다른 온도의 범위 평가되었고, 이것들은 섬유의 고유결함과 견고함에 의해서 결정된다.
세 가지의 다른 산처리를 한 단일 탄소섬유로 함침된 CNT-에폭시 나노복합재료는 전기-미세역학적 기술과 젖음성 시험법을 사용하여 분산과 자체-감지능을 조사하였다. 자체-감지능은 접촉저항의 노이즈가 산 처리되지 않은 CNT보다, 산 처리된 단일 탄소섬유 CNT-에폭시 나노복합재료가 다소 더 크게 나타났다. 반면에, 겉보기 강성도는 산 처리를 한 경우가 응력전달이 더 잘되어, 산처리 하지 않은 경우보다 더 컸다. 탄소섬유와 CNT-에폭시간의 계면전단강도는 CNT 첨가로 인하여 점도가 증가하기 때문에 탄소섬유와 순수 에폭시간의 경우보다 낮게 나타났다. CNT-에폭시 나노복합재료는 순수 에폭시보다 더 큰 소수성을 보여 주었다. 열역학적인 접착일은 계면전단강도와 대략 비례적인 관계를 보여주지만, 겉보기 강성도는 접착일과는 반비례를 나타내었다. 요구되는 물성에 따라서, 최대조건 대신에 최적의 산처리 조건이 필요로 할 것이다.
동일 전극 로딩 조건(${\sim}15mg\;cm^{-2}$)에서 면적당 용량($mAh\;cm^{-2}$)을 극대화하기 위해, 고분자 바인더의 함량을 4, 2, 1 wt%로 줄인 $LiNi_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}O_2$ 전극을 제조하였다. 바인더 함량이 1 wt%로 낮춘 경우, 압연 후 펀칭 과정에서 전극 코팅층이 부분적으로 박리되는 문제가 발생하여 추가 분석은 진행되지 않았다. 전극 내 바인더 함량을 4 wt%에서 2 wt%로 줄이면, 계면 접착력은 0.4846에서 $0.2627kN\;m^{-1}$로 약 46% 감소하고, 전극 코팅층의 강도도 3.847에서 2.013 MPa로 약 48%가 떨어졌다. 그러나, 두 전극을 리튬 전극과 반쪽 전지로 구성하여 전기화학적 특성을 살펴보면, 초기 방전 용량과 충방전 효율은 유사하였다. 하지만, 단기 수명 평가에서 2 wt% 바인더 전극은 수명 특성이 떨어질 뿐만 아니라, 전지를 분해하는 과정에서 전극 코팅층이 집전체에서 박리되는 현상이 관찰되었다. 반면, 4 wt% 바인더 전극은 높은 전극 로딩조건에서도 전극 코팅층과 집전체 계면이 잘 유지되고 있음이 확인되었다.
에폭시 수지는 높은 유리전이 온도 (Tg; glass transition temperature)와 우수한 물성에도 불구하고 높은 가교밀도로 인해 순간적인 충격에 쉽게 파괴되는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG; poly(propylene glycol)) 구조 기반의 diamine 물질인 Jeffamine D 2000과 프로필렌 카보네이트 (PC; propylene carbonate)의 개환중합으로 폴리올을 합성하고 이를 이용하여 우레탄 변성 에폭시를 합성하였다. 합성한 우레탄 변성 에폭시의 특성은 FT-IR, 1H-NMR로 확인하였고 접착제로서 내충격성 향상 정도를 확인하기 위해 시중에서 사용되고 있는 비스페놀계 에폭시인 DGEBA (diglycidyl ether bisphenol A)와 경화제, 경화촉진제와 배합하여 우레탄 변성 에폭시 접착제를 만들고 전단강도, 인장강도, 충격강도 실험을 통해 우레탄 변성 에폭시의 특성을 분석하였다. 그 결과 DGEBA와 우레탄 변성 에폭시의 비율이 8:2 일 때, 접착제 내 수소결합에 의한 최적의 시너지 효과로 향상된 기계적 물성을 달성할 수 있었다.
최근 많이 소개되고 있는 자가산부식 접착제는 상아질에 대한 접착은 우수한 것으로 알려져 있지만 법랑질에 대한 접착은 인산에 비해 낮은 산도로 인해 충분한 부식이 일어나는지에 대한 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 산도를 가진 1 단계 혹은 2 단계의 자가산부식 접착제에서 부가적인 산부식이 법랑질과 복합 레진 사이의 전단결합강도에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 90 개의 발거된 우치의 순면을 물기가 있는 상태에서 #600 사포로 표면을 연마하여 평활한 법랑질을 노출시킨 후, 임의로 6군으로 분류했다. 사용재료는 Clearfil SE $Bond^{\circledR},\;Adper^{TM}$ Prompt L-Pop, 그리고 Tyrian $SPE^{TM}$를 사용하였으며, 각 재료에 추가적인 산부식을 시행한 군과 그렇지 않은 군으로 나누어 표면 처리한 후, 제조사의 지시대로 접착과정을 시행하였다 . 각 시편에 복합레진을 2 mm 두께로 충전하고, 40 초간 광중합을 하였다. 그 후 시편을 $37^{\circ}C$, 100% 상대습도에서 24시간 보관 후 전단응력 접착강도를 측정하였다. 결과치는 independent t - test를 이용하여 통계분석 하였으며 그 결과는 다음과 같이 나타났다. Clearfil SE $Bond^{\circledR}$에서 부가적인 산부식을 시행한 군이 그렇지 않은 군보다 유의하게 높은 접착강도를 나타내었다 (p < 0.01). $Adper^{TM}$ Prompt L-Pop과 Tyrian $SPE^{TM}$에서는 부가적인 산부식이 결합강도에 통계적인 유의차를 나타내지 않았다 (p > 0.01). 본 연구의 결과로 보아, 강산을 함유하고 있는 접착제를 사용할 경우에는 부가적인 부식 처치가 접착력을 증가시키지 않으나, 약산을 함유하고 있는 접착제의 경우에는 부가적인 산부식이 접착력을 증진시키는 것으로 사료된다.
Herrera-Sosa, Minerva L.;Valadez-Gonzalez, Alex;Vazquez-Torres, Humberto;Mani-Gonzalez, Pierre G.;Herrera-Franco, Pedro J.
Carbon letters
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제24권
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pp.18-27
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2017
Multiwall carbon nanotubes (MWCNT) with two different (L/D) aspect ratios ($7{\pm}2{\mu}m/140{\pm}30nm$ and $0.5-2{\mu}m/8-15nm$) were surface treated using nitric acid ($HNO_3$) and polyethyleneimine (PEI) prior to their deposition on carbon fibers (CF). Before the hierarchical reinforcement with CF-MWCNT, the CFs were treated with 3-glycidoxypropyltrime-thoxysilane, a coupling agent (Z6040) and with poly(amidoamine) (PAMAM) a dendrimer containing an ethylenediamine core and amine surface groups. The MWCNT were deposited on the CF using two methods, by electrostatic attraction and by chemical reactions. The changes in the CF surface morphology after the MWCNT deposition were analyzed using SEM, which revealed a higher density and uniform coverage for the PAMAM-treated CF and the short MWCNTs. The interfacial adhesion of the composite materials was evaluated using the single fiber fragmentation technique. The results indicated an improvement in the interfacial shear strength with the addition of the short-MWCNTs treated with acid solutions and grafted onto the surface of the CF fiber using electrostatic attraction.
In this work, the effects of oxy-fluorination on surface characteristics of carbon fibers were investigated in mechanical interfacial properties of carbon fibers-reinforced composites. The surface properties of the carbon fibers were determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), FT-IR. and contact angle measurements. And their mechanical interfacial properties of the composites were studied in interlaminar shear strength (ILSS) and critical stress intensity factor $(K_{IC})$. As experimental results, the $F_{1S}/C_{1S}$ ratio of carbon fiber surfaces was increased by oxy-fluorination, due to the development of the oxygen containing functional groups. The mechanical interfacial properties of the composites, including ILSS and $K_{IC}$, had been improved in the oxy-fluorination on fibers. These results could be explained that the oxy-fluorination was resulted in the increase of the adhesion between fibers and matrix in a composite system.
본 연구에서는 수직섬유의 길이가 서로 다른 삼차원 유리직물을 보강재로 사용하고, 매트릭스 수지로 비스페놀 타입 비닐 에스테르 (bisphenol type vinyl ester)를 사용하여 hand lay-up을 이용해 복합재료 (3D composites)를 제조하였다. 삼차원 유리직물의 수직섬유의 길이가 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향을 three-point bending test, flatwise compression test를 통해 조사하였다. Short-beam test법 통하여 복합재료에서의 섬유와 매트릭스 수지간의 계면접착강도를 나타내는 층간 전단강도를 구하였다. 시험 결과를 통하여 수직섬유의 길이가 복합재료의 기계적 물성 및 층간 전단강도에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다.
Lubis, Muhammad Adly Rahandi;Park, Byung-Dae;Lee, Sang-Min
Journal of the Korean Wood Science and Technology
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제47권2호
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pp.200-209
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2019
To improve the water resistance of melamine-urea-formaldehyde (MUF) resins, different levels of blocked polymeric 4,4 diphenyl methane diisocyanate (B-pMDI) were blended with MUF resins to prepare B-pMDI/MUF hybrid adhesives, and their adhesion performances were evaluated for the surface lamination of fancy veneer on plywood. FT-IR spectra showed that the de-blocked -NCO groups reacted with the -OH of hydroxymethyl groups of the MUF resins to form urethane bonds at 2% B-pMDI/MUF, which was detected before and after their hydrolysis. The mass loss after the hydrolysis consistently decreased as the B-pMDI level increased, indicating an improvement in the water resistance. As the B-pMDI level increased, the activation energy of hybrid adhesives decreased, which improved the reactivity of the hybrid adhesives. Additionally, the water resistance improvement of the hybrid adhesives increased the tensile shear strength of the surface laminated plywood in semi-water proof and water-proof by 23 % and 8 %, respectively, at 2% B-pMDI level. This was likely due to the urethane linkages in the hybrid adhesives. However, the formaldehyde emission from plywood panels bonded with the hybrid adhesives increased in the dry state, indicating incomplete curing of the hybrid adhesives.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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