용융법을 이용해서 말단에 가교 반응이 가능한 메틸 말레이미드(methyl maleimide)기를 가진 전방향족 에스터 결합의 액정(liquid crystal, LC)을 합성하였고, 합성된 LC를 이용해서 적당한 열처리 과정을 통해 열경화성 액정(liquid crystalline thermoset, LCT) 필름을 제조하였다. 합성된 LC 및 LCT 필름은 FTIR(Fourier transform infrared) 분광기, WAXD(wide angle X-ray diffraction), DSC(differential scanning calorimetry), TGA(thermogravimetric analysis), TMA(thermomechanical analysis), 그리고 가열판이 장착된 편광 현미경으로 특성 분석을 하였다. 유리전이온도($T_g$)와 열팽창 계수는 주사슬 구조의 메소겐에 의해 강한 영향을 받는 것으로 확인되었고, $para$-로 치환된 비페닐구조를 가진 LCT 필름이 가장 좋은 열적 성질을 보여 주었다.
본 연구에서는 당 논문과 동일한 제목 하에 이루어진 연구결과에 이어서 최신 개발 고에너지 열가소성(ETPE)추진제의 시차 주사 열량(DSC) 및 열중량 분석(TGA)법으로 열분석을 진행하여 고에너지 열가소성 추진제의 특징을 확인하였으며, 추진제 둔감성을 확인하기 위해 추진제 둔감 정도 확인 시험인 LSGT, 파쇄성 시험을 진행하였다. 추진제 원료로는 GAP(Glycidyl Azide Polymer)이 45% 함유된 고에너지 열가소성(ETPE) 바인더와 고에너지 가소제(DEGDN), 산화제로는 AP(Ammonium Perchlorate)와 RDX(research development explosive, cyclotrimethylenetrinitramine)를 사용하였다. 위와 같은 분석을 통해, 개발된 ETPE 추진제가 일반적인 RDX/AP 추진제와 유사한 열적 거동을 갖는 것을 확인 하였다.
The attachment of 2-aminobenzamide to carboxylated multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs)-COOH was achieved through the formation of amide bonds. Then, the functionalized MWCNTs, MWCNT-amide, were treated by phosphoryl chloride to produce MWCNT-quin. The products were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, derivative thermogravimetric, steady-state fluorescence spectroscopy, and solubility testing. MWCNT-quin showed photo-electronic properties, which is due to the attachment of the 4-hydroxyquinazoline groups to them as proved by steady-state fluorescence spectroscopy. This suggests intramolecular interactions between the tubes and the attached 4-hydroxyquinazoline. The toxicity of the samples was evaluated in human embryonic kidney HEK293 and human breast cancer SKBR3 cell lines, and the viable cell numbers were measured by 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) after the cells were cultured for 24 h. Cellular investigations showed that the modified MWCNTs, particularly MWCNT-quin, have considerably significant toxic impact on SKBR3 as compared to HEK293 at the concentration of 5 µg/mL.
급속 반탄화 처리한 참나무 목분의 연료 적합성을 알아보기 위해 다양한 반탄화 시간(0, 5, 7.5, 10분)으로 제조한 반탄화 목분 시료를 10, 20, $40^{\circ}C/min$의 승온속도로 비등온 열중량분석법을 이용하여 시료의 열적 특성과 활성화 에너지를 알아보았다. 반탄화 처리시간이 증가함에 따라 시료의 열분해 시작온도($T_{onset}$)가 증가하였고, 시료 내 헤미셀룰로오스 함량은 감소하고 리그닌 함량은 증가하였으며, 열분해 반응 후의 최종 잔류물 양이 증가하는 모습을 보여주었다. 활성화 에너지는 Friedman과 Kissinger의 2가지 방법을 사용하여 추정하였으며, 각각의 결정계수 결과값은 0.9를 상회하여 계산된 활성화 에너지 값의 높은 유용성을 확인하였다. 시료의 활성화 에너지 계산 값은 반탄화 처리시간이 증가할수록 감소하는 경향이 나타났으며, 7.5분간 반탄화 처리한 시료에서 관찰된 가장 낮은 활성화 에너지 값은 급속 반탄화처리 참나무 목분의 바이오 고형연료제품으로써의 높은 적용가능성을 보여주었다.
반탄화 공정은 약 $250^{\circ}C$정도의 온도에서 진행되는 열화하적 반응으로, 본 반응에 의하여 바이오매스 중에 포함된 헤미세루로스가 분해되고, 휘발성 가스를 생성하여 분리되는 과정이 진행된다. 바이오매스를 반탄화하는 중요한 이유로는 반탄화에 의하여 에너지 집적도(바이오매스 단위 중량에 포함된 열량)가 증가하게 되어 수송 등에 필요한 열량이 감소하는 장점이 있는 반면, 반탄화의 결과로 생산된 반탄화물은 화재 및 분진 폭발의 위험이 높아지는 단점이 있다. 본 연구에서는 바이오매스 연료 중 목질류로서 자연 건조된 폐목재와 초본류로서는 볏짚을 대상으로 약 $200^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$범위의 온도에서 반탄화 실험을 실시하여 반탄화 후 결과물의 연료적 특성을 평가하였다. 특히 C/H(탄소와 수소 비) 및 C/O(탄소와 산소비)는 연료적 특성 중 생물학적 안정성 및 연소시 오염물질(특히 수트, Soot)과 관계되는 요소로서 중요하다. 실험 결과 반탄화에 의하여 C/H는 약 2배 증가하였으며, C/O는 약 3배 증가하였다. 이는 생물학적 안정성은 감소하여 자연적으로 분해(생분해)가 진행되는 어려운 상태로 변화되었으나, 연료 중 수소의 감소에 의하여 휘발성 가스의 생성은 감소할 수 있는 것을 나타낸다. 한편 탄화된 바이오매스의 TGA(Thermogravimetric Analysis)를 실시한 결과, 저온에서의 진행되는 열분해 부분이 상대적으로 감소하였으며, 이는 단순 바이오매스 연료에 비하여 석탄과 연소 특성이 유사할 수 있는 것으로 나타내었다.
기능성 오일 (citronella oil)을 함유하는 폴리우레탄 마이크로 캡슐을 계면중합을 이용하여 tolulene 2,4-diisocyanate (TDI)와 ethylene glycol (EG)로부터 제조하였으며 제조된 마이크로캡슐을 적외선분광분석, 자외선분광분석, 입도분석기, 열중량측정기, 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다. 마이크로캡슐의 제조시 이용된 분산제의 농도 및 교반속도와 같은 변수가 제조된 마이크로캡슐의 입자크기 및 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 적외선분광분석을 통해 citronella 오일이 성공적으로 캡슐화되었음을 알 수 있었고 열중량측정으로 마이크로캡슐은 약 $220^{\circ}C$ 정도까지 안정함을 알 수 있었다. 마이크로캡슐을 메탄올 용매에 넣어 캡슐 속의 citronella 오일의 방출거동을 자외선분광분석을 통해 조사하였다. Citronella 오일의 방출양은 캡슐 제조 시 적용된 교반속도 및 분산제의 농도를 증가시킴에 따라 증가하였다. Citronella 오일을 함유하는 마이크로캡슐은 우수한 방충효과를 나타내었다.
WPC 내 목질섬유 함량 분석은 신뢰도 높은 목재 플라스틱 복합재(WPC) 소비시장 형성을 위해 상당히 중요하다. 본 연구에서는 polypropylene과 목질섬유를 복합화한 단순 WPC 배합 조건에서 WPC 내 목질섬유 함량에 대한 분석을 TGA를 이용한 열분석 방법과 AMS를 이용한 바이오 탄소 함량 분석 방법을 통해 진행하였다. TGA를 통한 열분해 분석법은 $5^{\circ}C/min$의 승온속도로 고분자 PP의 최대 미분 온도를 이용하여 신뢰도 높은 WPC 내 목질섬유 함량에 관한 검량선을 얻을 수 있었다. TGA와 AMS의 분석 방법 비교에 있어서는, 바이오 탄소 함량을 이용하는 AMS 분석법이 더 높은 신뢰성을 보여주었다.
본 촉매가스화 실험에서 촉매로서 가치가 있는 천연광물과 순수촉매를 사용하여 저급석탄의 $CO_2$분위기하 활성화 에너지 및 생성된 합성가스의 성분을 분석하였다. 먼저 공업 분석과 원소 분석을 통해 6가지 저급석탄의 회분과 황 함유량을 측정하였다. 그 후 Thermogravimetric Analyzer (TGA)를 통해 저급석탄 열분해반응 특성을 고려하여 실험에 가장 적합한 저급석탄을 선정하였다. 선정된 삼화 저급석탄은 촉매와 섞어 $CO_2$분위기하 TGA실험을 진행하였으며, 결과를 토대로 Kissinger 방법을 이용한 활성화 에너지를 구하였다. 또한 shrinking core model을 이용해 활성화 에너지를 구하여 Kissinger 방법과 비교하였다. 그리고 반응기에서 이산화탄소 분위기하 생성된 합성가스는 Gas Chromatography (GC)를 이용하여 분석하였다. 가스를 분석한 결과 수소의 생성량은 $K_2CO_3$를 촉매로 사용하였을 경우 가장 크게 나타났으며, 앞서 구한 활성화 에너지 결과와 일치하는 경향을 나타내었다.
질소 분위기에서 폴리에틸렌 열분해의 속도론적 연구를 $10^{\circ}C/min$와 $50^{\circ}C/min$ 사이의 여러 가지 가열속도에서 비등온 질량감소 기술을 이용하여 수행하였다. 속도 상수들에 대한 정보를 얻기 위하여 질량감소 곡선 및 그 미분값을 Kissinger, Freeman-Carroll, Flynn-Wall, Coats-Redfern, Chatterjee-Conrad, Friedman, Horowitz-Metzger 및 Ozawa 방법과 Denq 방법을 이용하여 해석하였다. 연구에 사용된 수학적인 방법에 따라 속도 상수의 결과값에 많은 차이가 있음을 알 수 있었으며, 따라서 열분해의 속도 상수 결정에 있어서는 각 방법의 장 단점에 대한 비교 분석 연구가 선행되어야 할 것으로 판단되었다. 본 연구로부터 HDPE의 겉보기 활성화 에너지의 값이 LDPE의 값보다 크게 나타냄을 확인할 수 있었다.
This study covers the investigation of the actual condition in the workplace to produce plastics products using synthetic resins and the investigation on the trends amount of the domestic production of thermoplastic resins. To analyze the monomers included in thermoplastic resins frequently used in the workplace, we analyzed thermal characteristics for test compounds using thermogravimetric analysis and did the qualitative analysis using Pyrolyzer GC-MSD & TDS GC-MSD. And then we classified the health hazard of monomers based on GHS classification criteria using information toxicity & carcinogenicity. The number of the workplace to produce plastics products among all domestic manufacturers of 73,884 was 4,391 (5.94%). The number of workers to produce plastics products among all workers of 2,522,750 in all domestic manufacturers was 104,971 (4.16%). The amount of production per year for thermoplastic resins is in the order of PP, HDPE, LDPE, PVC, ABS, PS and such compounds was producing over 1 Million ton per year each. The classification result based on GHS classification criteria for 22 main compounds included thermoplastic resins says 2 compounds of acrylonitrile, naphthalene are in Acute oral category 3 and benzene is in Acute dermal category 1. The classification results of health hazard of carcinogenicity based on IARC & ACGIH carcinogen classification says 2 compounds of benzene, vinyl chloride are in category 1A (known to be human carcinogens).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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