• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.252-261
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• 2023

Glucose detection is particularly important for clinical diagnosis and personal prevention and control. Herein, the smartphone-based amperometric glucose sensors were constructed using the NiS/CuS nanorods (NRs) as sensing electrodes. The NiS/CuS NRs were prepared through a facile hydrothermal process accompanied by the subsequent vulcanization treatment. The morphological and structural properties of NiS/CuS NRs were characterized with SEM, EDS, XRD, and XPS. Electrochemical measurements including cyclic voltammetry, chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy display that NiS/CuS NRs can act as highly efficient electrocatalyst for glucose detection. The NiS/CuS NRs electrodes present a wide detection range of 1-8000 µM for glucose sensing with the sensitivity of 956.38 µA·mM^-1·cm^-2. The detection limit was 0.35 µM (S/N=3). When employed in smartphone-based glucose sensing device, they also display a high sensitivity of 738.09 µA·mM^-1·cm^-2 and low detection limit of 1.67 µM. Moreover, the smartphone-based glucose sensing device also presents favorable feasibility in determination of glucose in serum samples with the recoveries ranging between 99.5 and 105.8%. The results may provide a promising viewpoint to design other new portable glucose sensors.

• 한국안전학회지
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• 제38권1호
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• pp.25-33
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• 2023

In this study, we determined the failure rate and fire status of electric motors widely used in domestic and industrial devices and analyzed the associated fire risks by identifying the electrical and temperature characteristics of electric motors under the normal and restrained operation modes in industrial sites and laboratories. A 2.2kW motor used for driving a conveyor during the vulcanization process in a rubber product manufacturing plant was employed as the study object and was exposed to a high- temperature environment as this motor is widely used in industrial sites. The current amplitude was 4.45-4.50 A during normal operation and 38.2-41.5 A during restrained operation due to the pinching of products and semi-finished products (i.e., 8.5 times higher than that during normal operation). The leakage current amplitude was 0.33 mA during both operation modes. The temperature of the workplace in summer was 42.38℃, indicating a poor environment for the installed motor. In the laboratory, the current and temperature of the coil inside a 3.7kW motor were measured under the restrained operation mode as performing measurements of the coil inside the motor in industrial sites is challenging. The current amplitude during normal operation was 3.5 A, whereas that during restrained operation for 30 s was 51.7-58.6 A, which is 14.8-16.7 times higher than that of normal operation. Moreover, the temperature of the motor coil increased from 22.9℃ to 101℃. Based on the experimental data, we derived the temperature increase formula according to the restrained operation time by performing a regression analysis and verified the time at which the temperature exceeded the stipulated limit for the insulation grade. The findings presented in this paper can be utilized to establish fire-prevention measures and perform safety management of motors of the same type or with a similar capacity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.169-173
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• 2009

Dynamic DSC와 TGA를 이용하여 NR/CR 고무복합체의 가황시스템에 따른 가교화반응과 열화반응특성을 연구하였다. 주어진 샘플에 대하여 승온속도를 각각 달리하여 DSC 곡선을 얻었고, 가황반응이 끝난 같은 샘플을 이용하여 TGA에서도 같은 승온 속도의 실험으로 열분해 곡선을 얻은 다음, Kissinger의 해석 방법에 따라 가교 및 열화 반응의 활성화에너지를 구하고 서로 비교하였다. 실험에 사용된 NR/CR 고무복합재료는 대개 $120{\sim}180^{\circ}C$와 $350{\sim}450^{\circ}C$ 사이의 온도영역에서 각각 가교 반응과 열분해반응이 일어나는 것으로 관찰되었으며 Kissinger의 해석방법이 잘 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 DSC에 의한 생성 활성화에너지는 $83.0{\pm}5.0kJ/mol$로서 TGA에 의한 분해 활성화에너지인 $147.0{\pm}2.0kJ/mol$보다 매우 낮은 값을 나타내었다. 이러한 사실로부터 가황제/가황촉진제의 조성비 변화는 반응기구의 변화에는 크게 영향을 미치지 않지만 생성반응 시에는 샘플내의 저분자 화합물들과 함께 촉매역할을 하여 활성화에너지를 낮추는 역할을 하게 되는 반면, 반응이 끝난 후에는 더 이상 촉매로서 작용하지 못하게 되며 이에 따라 열분해활성화에너지는 주쇄의 분해반응에 의해 상대적으로 더 높게 나타내게 되는 것으로 생각할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.419-426
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• 1999

가황고무의 가황반응에 대하여 가황시스템 및 온도, 보강성충전제 첨가량 변화에 의한 반응속도상수 및 활성화에너지, 가교밀도 및 탄성상수, 가황특성 ($t_5,\;t_{90}$), 고무보강성 및 내마모성을 고찰하였다. 반응속도상수는 보강성충전제 첨가량, 가황시스템 및 가황반응온도에 대한 의존성이 크게 나타났으며, 반응온도에 따라 지수적으로 증가하였다. 활성화에너지는 가황시스템중 촉진제에 대한 황 비율이 높은 가황시스템에서 가장 작게 나타났으며, 보강성충전제 첨가량이 적을수록 작게 나타났다. 카본블랙 첨가량 변화는 고무보강성 및 내마모성에 직접적으로 영향을 미치고 있으나, 가황시스템 변화는 각기 다른 영향이 나타났다. 카본블랙 첨가량이 증가하면 모듈러스가 증가하고, 내마모성이 향상되며, 스코치시간이 짧아졌으나, 가교밀도 및 탄생상수는 감소하였다. 높은 가교밀도 및 탄성상수는 카본블랙 첨가량에 관계없이 촉진제에 대한 황 비율 0.73 (${\fallingdotseq}1$)에서 나타났으며, 스코치시간 ($t_5$)은 촉진제에 대한 황 비율 변화에 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 빠른 최적가황시간 ($t_{90}$) 역시 촉진재에 대한 황 비율이 1에 가까운 조건 (=0.73)에서 나타났다. 가황조건별 배합고무의 등가 가황곡선계수는 카본블랙 첨가량에 관계없이 CC 시스템에 대해서는 0.96, SEC 및 EC 시스템에 대해서는 0.74로 나타났다. 한편 가황고무의 마모된 부피는 부과된 하중이 증가함에 따라 지수적으로 증가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권4호
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• pp.249-258
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• 2007

본 연구에서는 웨더스트립 공정스크랩인 폐 EPDM을 재활용하기 위해 고온전단분쇄기를 이용하여 표면활성화 된 EPDM 분말을 제조하여 이의 물성과 냄새성분분석에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 사용되어진 폐 EPDM은 solid, sponge, solid+sponge, solid+metal형으로서 입도분석과 SEM을 통해 입자크기와 입도 분포도를 조사하였고, 가교제를 첨가하여 활성화 된 분말표면의 재가교 여부를 조사하였다. Solid형의 경우 가장 좁은 입도 분포도와 작은 입자크기, 상대적으로 높은 인장 물성을 나타내었다. 화학적 표면 탈황을 유도하기 위해 표면활성화제를 첨가한 결과 표면활성화제의 첨가량이 증가할수록 효율적인 탈황이 유도되었다. TPE제조를 위해 폴리올레핀과의 블렌드 시 활성화된 EPDM 분말의 동적가황 가능성을 확인하기 위하여 가교제를 첨가하여 반응을 진행한 결과 황을 첨가할 경우 가교반응이 진행되지 않았고, DCP(dicumyl peroxide)의 경우 6 phr이 첨가되었을 때 효율적인 표면 가교반응 및 최적의 인장 물성을 나타내었다. 화학적 표면 활성화를 유도한 폐 EPDM 분말의 경우 표면활성화제의 첨가로 인해 냄새가 발생되는데, 이를 제거하기 위하여 수분흡착 공정과 rose oil 첨가 공정을 진행하였으며 GC/MS를 통해 냄새 성분을 분석하였다.

• 대한화학회지
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• 제62권3호
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• pp.181-186
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• 2018

니트로사민류는 이차아민과 아질산이 니트로소화 반응을 통해 생성되는 화합물이며, 고무의 가공시 가황과정을 거치면서 생성되는 것으로 밝혀졌다. 최근 고무제품 중에서 니트로사민류가 검출되면서 큰 이슈가 되고 있다. 콘돔은 인체에 삽입되는 일회용 의료기기로써 피부 및 점막에 직접 접촉하므로 안전성이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 ISO 29941 방법을 준용하여 콘돔 중 니트로사민류의 분석법을 개발하였다. 콘돔 시료를 증류수에 넣어 용출시키고, 용출액에서 분석대상 물질을 추출하기 위해 디클로로메탄으로 액체-액체 추출을 실시하였으며, 농축 후 LC-MS/MS에서 정량분석하였다. 분석법의 정확도는 85.8~108.7%, 정밀도는 11.5% 이하, 검출한계는 0.11(NDPA, NDBA) ~ 0.48(NPYR) ng/mL이었다. 31건의 콘돔시료 중에서 증류수 용출에 의해 검출된 물질은 NDBA 2건이었고, 인공타액(pH 4.5) 용출로 검출된 물질은 NDMA 1건, NDEA 4건, NDBA 26건이었다. 니트로사민류의 총량은 모든 시료에서 $500{\mu}g/kg$을 초과하지 않았다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권1호
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• pp.67-75
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• 2013

E-TPE(Engineering Thermoplastic Polyether Ester)는 Ester 관능기를 갖는 Elastomer 소재로서 리사이클이 가능하며 빠른 가공성을 지닌다. 또한 경량성이 뛰어나 자동차의 경우 연비향상에 도움을 주는 친환경 소재로 부각되고 있다. 고무와 엔지니어링 플라스틱의 특성을 모두 가지고 있는 E-TPE는 사용 가능한 온도영역이 넓고, 내열성 및 내유성이 우수하여 자동차 부품소재분나 전기전자분야의 신소재로 주목받고 있으나 국내에서는 원천기술이 부족하여 전량 수입에 의존하고 있는 실정이므로 연구개발이 시급하다. 본 연구에서는 하드 세그먼트로 폴리에스터계(TPEE)를 base로 하여 소프트 세그먼트로 Ethylen-prophylene-Copolymer와 CSM(Choloro sulphonated polyethylene Rubber), VAMAC(Ethylene Acrylic Rubber), NBR(Acrylonitrin Butadiene Rubber)의 탄성체를 1,3-Phenylene-bisoxazoline 가교제로 동적가교 시켜 함량과 첨가된 고무에 따른 물성을 관찰하였다. 그 결과 NBR 첨가된 동적가교물의 물성이 다른 고무에 비해 내열성 및 내유성 향상에 되었음을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제41권1호
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• pp.27-39
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• 2006

본 연구에서는 컴파운딩법 (compounding method)과 라텍스법 (latex method)을 이용하여 dodecylamine으로 유기화한 MMT(DA-MMT)로 보강된 천연고무-클레이 나노 복합재료를 제조하였다. 또한 Cloisite 15A, carbon black, Na-MMT 충전 배합고무와 라텍스법 (latex method)을 이용한 DA-MMT 충전 배합고무의 가황 특성 및 기계적 물성을 비교하였다. 카본블랙을 제외한 모든 충전제의 함량은 10 phr로 고정하였다. XRD 패턴을 분석한 결과 롤밀 작업 후에 가장 많은 삽입과 박리가 이루어져 NR/DA-MMT 나노 복합재료에서는 DA-MMT의 전체 silicates layer가 $13{\sim}14$층에서 $2{\sim}3$층의 silicates의 형태로 박리된 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 가교 과정에서의 높은 열과 압력으로 인해 일부 유기화제가 빠져나감으로써 층간 거리가 감소된 DA-MMT도 존재하였다. 이는 TEM 결과에서도 확인할 수 있었다. 가교도의 경우 NR/Cloisite 15A 컴파운드가 가장 높은 값을 나타내었다. 하지만 가황 특성에서 동일 함량의 충전제가 첨가된 고무의 가황 특성을 비교하면, NR/DA-MMT 컴파운드가 가장 높은 ODR 토크 값을 나타내었고, 또한 가장 높은 인장 강도, 모듈러스 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 기계적 물성 증가는 가교도의 증가 효과보다 나노 크기로 분산된 DA-MMT의 우수한 보강 효과 때문이다. 또한 혼합 방법을 달리한 NR/DA-MMT 나노 복합재료(컴파운딩법) 대비 NR/DA-MMT 나노 복합재료(라텍스법)가 클레이의 박리정도 및 분산도의 차이로 인해 높은 모듈러스, 인장강도 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다

• Elastomers and Composites
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• 제22권3호
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• pp.204-212
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• 1987

본(本) 실험(實驗)에서는 고무탄성체(彈性體)에 대(對)한 무기계(無機系) 충전제(充塡劑)의 보강(補强)을 충전제(充塡劑)의 입자표면(粒子表面)과 고무분자간(分子間)의 상호작용(相互作用)에 의(依)한 화학적(化學的) 결합(結合) 측면(測面)에서 유리단섬유(短纖維) 충전(充塡)에 의(依)한 Chloroprene 고무 가황체(加黃體)의 보강효과(補强效果)를 향상(向上)시킬 목적(目的)으로 분쇄(分碎)한 유리단섬유(短纖維)($L{\fallingdotseq}30.4{\mu}m,\;d=4{\mu}m$)에 silane coupling제(劑)로 표면처리(表面處理)하여 얻어진 복합체(複合體)를 배합(配合)한 가황계(加黃系)의 가황특성(加黃特性) 및 물리적(物理的) 성질(性質)을 검토(檢討)하였다. 또한 APS배합(配合) CR 미가교체(末架橋體)를 대기중(大氣中)에 폭로(暴露)함으로서 APS에 의(依)한 후가교반응(後架橋反應)을 검토(檢討)하여 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. ODR에 나타난 각(各) 가황계(加黃系)의 적정가황시간(適正加黃時間)($t_{90}$)은 MGF 충전(充塡)의 APS배합(配合) 가황계(架黃系)의 MC가 가장 빠르며 MGF배합(配合) 미가교체(未架橋體) AM이 가장 느렸다. 그리고 silane coupling 처리(處理) MGF는 미처리(未處理) MGF보다 최대(最大) torque값이 더 크고 적정가황시간(適正加黃時間)이 빨랐다. 2. 물리적(物理的) 성질(性質)에 있어서는 인장강도(引張强度), 인장응력(引張應力)이 SC가 가장 좋았으며, 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度) 역시 SC가 가장 큰 값을 나타냈다. Silane coupling제(劑) 처리(處理) MGF는 미처리(未處理) 및 배합(配合) MGF보다 물리적(物理的) 성질(性質)과 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)가 모두 우수하였다. 3. 열노화(熱老化)에 의(依)한 물리적(物理的) 성질(性質)의 변화(變化)는 silica 충전(充塡)에서 $70^{\circ}C$, 72hr 노화시간(老化時間)을 전후(前後)하여 인장강도(引張强度), 인장응력(引張應力), 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)가 증가(增加), 감소(減少)하였으며 silane coupling제(劑) 처리(處理) MGF의 경우는 미처리(未處理) 및 배합(配合) MGF와는 달리 silica 충전계(充塡系)와 비슷한 특성(特性)을 나타내었다. 4. CR+APS+MGF와 CR+APS+silica의 미가교체(未架橋體)는 대기폭로(大氣暴露)에 의(依)한 시간(時間)의 경과에 따라 가교반응(架橋反應)이 진행(進行)되어 가교체(架橋體)의 유효강목쇄농도(有效綱目鎖濃度)와 인장물성(引張物性)이 증가(增加)되었다.