• 제목/요약/키워드: dispersed phases

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Drop formation of Carbopol dispersions displaying yield stress, shear thinning and elastic properties in a flow-focusing microfluidic channel

  • Hong, Joung-Sook;Cooper-White, Justin
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제21권4호
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    • pp.269-280
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    • 2009
  • 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.

열처리 온도에 따른 TiO2 나노튜브의 리튬이차전지 음전극 특성 (Effect of Annealing Temperature on the Anode Properties of TiO2 Nanotubes for Rechargeable Lithium Batteries)

  • 최민규;강근영;이영기;김광만
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권1호
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    • pp.25-29
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    • 2012
  • 루타일(rutile) $TiO_2$ 분말의 알칼리 수열합성과 $300{\sim}500^{\circ}C$ 열처리를 통해 $TiO_2$ 나노튜브를 제조하고, 이를 리튬이 차전지의 음극 활물질로 채택하여 그 물성과 전기화학적 특성을 조사하였다. 수열반응 직후의 정제과정에서 불순물인 미세분진을 완전히 제거하여 제조된 $TiO_2$ 나노튜브는 고비표면적과 확연한 나노튜브 결정상을 보였다. 또한 열처리 온도가 증가함에 따라 등방적으로 분산된 나노튜브들이 서로 응집되어 비표면적의 감소를 초래하였다. $300^{\circ}C$ 열처리한 $TiO_2$ 나노튜브가 250 mAh $g^{-1}$의 가장 높은 초기 방전용량을 나타내었으며, 사이클과 고율 특성은 $400^{\circ}C$ 열처리한 시료가 가장 우수한 성능을 보였다.

마이크로파를 이용한 초미세 균일 분산 BaTiO$_3$ 분말 제조 (Fabrication of Mono-Dispersed Ultrafine BaTiO$_3$ Powder Using Microwave)

  • 김현상;최광진;이상균;김영대;심상준;우경자;김경림;조영상
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.343-353
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    • 1999
  • 2.45 GHz의 microwave가 수열 합성법으로 제조된 BaTiO3 분말의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 700W 출력으로 반응시켰을 때, microwave-autoclave system에서는 약 5분만에 BaTiO3 결정이 형성되기 시작하여, 10분 이상의 반응에서는 더 이상 결정성 증가는 관찰되지 않았다. Microwave-system의 경우에는 15분만에 결정이 형성되기 시작하여, 1시간정도의 반응으로 충분한 BaTiO3 분말을 얻을 수 있었다. Microwave를 이용한 균일가열의 영향으로 분말들은 균일하게 분산되어 있었고, 기존의 전기적인 가열 방법에서 나타나는 응집 현상이나 grain의 성장 등은 보이지 않았다. 제조된 분말의 크기는 보통 30~60 nm정도였는데, 졸 안의 Ba/Ti의 비가 분말의 크기를 결정하는데 중요한 역할을 하였다. 이는 여분의 바륨이 Ba(OH)2등과 같은 다른 상을 형성하여 BaTiO3 분말의 계면에 얇은 막을 형성하여 분말들의 응집 현상이나 grain의 성장을 억제하는 것으로 추정하였다. M1-crowave-autoclave 에서는 15분 정도의 반응만으로도 미량이지만 tetragonal-BaTiO3를 직접적으로 형성할 수 있었고, microwave-reflux에서는 25$0^{\circ}C$의 건조로써 미량의 tetragonal-BaTiO3를 얻을 수 있었다.

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전통적인 유체역학 방법론과 CFD 결합을 통한 Fischer-Tropsch 고정층 반응기 내부 흐름의 체계적 모델링 (Conventional Fluid Dynamics and CFD Modeling for the Systematic Analysis of the Inside Flow of the Fischer-Tropsch Packed Bed Reactor)

  • 김현승;조재훈;홍기훈;문동주;신동일
    • 한국가스학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.65-77
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    • 2016
  • Fischer-Tropsch 반응기 내 복잡한 반응과 흐름을 상세히 모델링하는 것은 CFD 분야에 있어 도전적 과제이다. Fischer-Tropsch 반응은 여러 가지 탄소수를 가진 탄화수소들을 만들어내는데, 탄화수소에는 무수히 많은 이성질체가 존재하는 이유로 모든 화학종에 대해서 각각의 반응속도식을 도출해 적용하는 것은 어렵다. 이의 극복을 위해 기존 연구들에서 사용된 반응속도식 모델링 방법론들을 분석한 뒤, 화학종별 상세한 반응속도식 적용을 위해 non-Anderson-Schulz-Flory 방법론을 선정하여 상세 모델링을 진행하였다. 또한 반응 특성상 다상 흐름 형태를 띠는데, 다상 흐름 모델링의 경우 상간의 간섭이나 분산상의 분포 및 유동 형태 등에 따라 적합한 모델링 방법론이 다르다. 그러나 기존 연구들에서는 타당성에 대한 논의나 근거 제시 없이 각양각색의 내부 흐름 모델링 방법론이 사용되고 있다. 실험을 통해 내부 흐름 형태를 관찰한 뒤 유동 형태에 따른 모델링을 진행하는 것이 최선이나, 자원 여건상 어려움이 있어, 본 연구에서는 전통적인 유체역학 이론에 근거해 내부 흐름 형태를 먼저 추론하고 Mixture 모델 방법론을 선정하여 체계적인 CFD 모델링을 진행함으로써, 사용된 방법론에 대한 근거를 마련하고자 하였다. 10가지 실험조건에서 진행한 실험 결과와 본 연구의 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 이를 통해 본 연구가 제안하는 체계적 모델링 방법론의 타당성을 입증하였다.

AOT 역미셀을 이용한 $\alpha$-chymotrypsin의 가용화에 대한 연구;pH와 염의 영향 (A Study on the Solubilization of $\alpha$-Chymotrypsin Using AOT Reverse Micelles; Effects of pH and salts)

  • 노선균;강춘형
    • KSBB Journal
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    • 제15권6호
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    • pp.664-669
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    • 2000
  • 미셀 집합체들이 수용액에 존재하는 혼합물로부터 아미노산, 단백질, 그리고 효소와 같은 생물학적 물질의 선돼적인 추출에 유용하게 샤용될 수 있음은 널리 알려져 있다. 본 연 구에서는 가용화 과정에 영향을 미치는 변수들을 확인하기 위하여 AOT와 iso-octane의 유기상에서의 $\alpha$-chymotrypsin 가 용화에 대하여 pH의 영향, 염의 종류와 염의 농도의 영향을 연구하였다. NaCI과 KCI에 대하여서는 pH=5.0에서 최대 효 율을 나타내며, $MgCl_2$$CaCl_2$ 에 대해서는 pH=7.0에서 최대 효율을 나타내었는데 이와 같은 조건은 모두 $\alpha$-chymo$\sigma$ypsin 의 둥전점 이하 영역이다. 낮은 pH에서는 계변에 단백질이 광범위하게 침전되거나 엉킴현상이 나타나기 때문에 유기상 에서의 단백질 농도를 직접 측정하여 실험오차를 줄였다. 미 셀의 water po이 크기는 물에 대한 계면활성제의 몰 비(Wo) 를 측정하여 추산하였다 .. 1: 1염인 NaCI과 KCI에 대하여 w。 값은 각각 30과 19로 거의 일정하고 $MgCl_2$$CaCl_2$ 의 1:2염 에 대하여서는 1: 1염의 Wo값보다 훨씬 작은 5 이하의 값을 나타내었다

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전통기술로 제작된 방짜유기의 열간 단조 과정별 미세조직 변화 (Microstructural Change by Hot Forging Process of Korean Traditional Forged High Tin Bronze)

  • 이재성;전익환;박장식
    • 보존과학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.493-502
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    • 2018
  • 현재 유기공방에서는 전통기술로 하나의 방짜유기 숟가락을 만들기 위해 10단계의 작업 공정을 거쳤으며, 형태 제작에 큰 영향을 주는 열간 단조는 3~4단계의 과정을 거친다. 열간 단조를 통해 방짜유기 숟가락의 미세조직은 수지형상의 ${\alpha}$상이 미세화되고 잘게 분산되었으며, 두드림이 가해진 부분의 ${\alpha}$상에는 쌍정이 생성되었다. 또한 ${\alpha}$상은 가해지는 망치질에 따라 점점 다각형에서 원형으로 변형되었다. 이 과정에서 서로 근접한 ${\alpha}$상은 합쳐지는 현상이 발생하였고, 담금질 후에도 합쳐진 상태로 존재하였다. 이처럼 여러 개의 ${\alpha}$상이 합쳐진 미세조직은 방짜조성의 청동유물에서도 관찰되는 것으로 기술체계의 연관성을 보여준다. 방짜조성의 Cu-22%Sn 합금을 대상으로 실시한 열간 단조 실험결과, 주조 당시 형성된 수지상의 감소율은 가공횟수에 따라 비례했으며, 두드림 작업에 의한 결정립의 미세화는 재질의 강도를 높이는 효과를 준 것으로 판단된다. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.

캐나다 앨버타주 전기 백악기 맥머레이층의 유성이토 퇴적층 (Fluid-mud deposits in the Early Cretaceous McMurray Formation, Alberta, Canada)

  • 오주현;조형래
    • 지질학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.477-488
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    • 2018
  • 유성이토는 현생 염하구 환경에서 흔히 발달하지만, 고기의 퇴적층에서 보고되고 퇴적학적으로 연구된 예는 드물다. 캐나다 앨버타주의 전기 백악기 맥머레이층에서 시추한 염하구 하도 퇴적층 내의 여러 이암층들은 고농도부유점토류에 의한 퇴적특징을 보인다. 이러한 이암층들을 현미경으로 자세히 관찰하여 3개의 미퇴적상(microfacies, <1~25 mm 두께)으로 구분하였다. 미퇴적상 1은 무구조의 이암(structureless mudstone)으로 주로 점토 입자로 구성되고 무질서하게 분포하는 조립질 입자(조립질 실트~세립질 모래)들을 포함한다. 조립질 입자들을 지지할 수 있는 양력을 지닌 점착성의 이토류, 즉 유성이토가 정지하여 미퇴적상 1이 퇴적된 것으로 해석된다(quasi-laminar plug flow). 미퇴적상 2는 실트엽층을 포함하는 이암(silt-streaked mudstone)으로 산재한 조립질 입자를 포함하는 이암으로 구성되며, 불연속적이고 매우 얇은 실트엽층을 포함한다. 미퇴적상 1과 유사한 조직을 보이므로, 미퇴적상 2도 점착성의 유성이토에 의해 퇴적된 것으로 해석된다. 하지만 불연속적인 실트엽층은 plug 아래에 간헐적이고 약한 난류운동이 있었음을 제시한다(upper transitional plug flow). 미퇴적상 3은 이질 엽층리의 이암(heterolithic laminated mudstone)으로 실트엽층과 점토엽층의 교호로 구성되며, 평행엽층리 또는 저각도 사엽층리를 보이고 간혹 낮은 기복의 연흔 형태를 보인다. 이질 엽층리는 점착성 plug 아래의 난류층에서 입자크기에 따른 분급작용이 일어났음을 지시하며, lower transitional plug flow 아래에서 발달하는 낮은 층면구조에 의해 형성되었을 것으로 해석된다. 이 미퇴적상들은 유속과 부유이토농도에 따라 달라지는 유성이토의 여러 가지 상을 나타낸다고 볼 수 있다. 다른 지역에서 유성이토층을 인지하고 이암의 퇴적작용을 보다 잘 이해하는데 본 연구의 결과가 중요한 지식을 제공하리라 생각된다.

무주-설천 지역 변성암류의 지질구조: 옥천벨트와 영남육괴의 경계부 고찰 (Geological Structure of the Metamorphic Rocks in the Muju-Seolcheon Area, Korea: Consideration on the Boundary of Ogcheon Belt and Ryeongnam Massif)

  • 강지훈
    • 암석학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.25-38
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    • 2019
  • 옥천벨트와 영남육괴의 경계부에 위치하는 것으로 알려져 있는 무주-설천 지역은 시대미상 내지 선캠브리아기 변성암류[호상흑운모편마암, 변성퇴적암류(흑색천매암, 운모편암, 결정질석회암, 규암), 화강암질편마암, 각섬암], 중생대 퇴적암류와 화성암류로 구성되어 있다. 이 연구에서는 주요 변형된 암석구조의 기하학적 운동학적적 특성과 중첩된 변형구조들의 선후관계로부터 무주-설천 지역 변성암류의 변형단계별 구조적 특성을 규명하고, 기존에 보고된 연대학적, 지화학적, 구조지질학적 자료와 함께 옥천벨트와 영남육괴 사이의 경계 위치를 고찰하였다. 연구지역의 지질구조는 적어도 네 번의 변형단계(Dn-1, Dn, Dn+1, Dn+2 변형)를 걸쳐 형성되었다. Dn-1 변형은 광역엽리 Sn이 형성되기 이전에 발생하여 Fn 습곡에 의해 습곡되는 Sn-1 엽리를 형성시켰다. Dn 변형은 광역엽리 Sn을 형성시킨 변형작용이다. Sn 엽리는 변성암류의 대상 분포 방향과 일치하는 북동 방향으로 우세한 방향성을 보인다. Fn 습곡축이 신장선구조의 방향과 일치하는 A-형습곡 내지 칼집습곡은 결정질석회암에서 노두규모로 종종 관찰된다. Dn+1 변형은 광역엽리 Sn을 습곡시키는 변형작용으로 북북서~남북 방향의 압축응력 하에서 발생하여 동북동~동서 방향의 Fn+1 습곡을 형성시켰다. 광역엽리 Sn은 주로 Fn+1 습곡작용에 의해 재배열되어, 분산된 Sn 엽리의 극점배열의 파이-축의 방향성은 Fn+1 습곡축의 우세한 방향성과 거의 일치한다. Dn+2 변형은 Sn 엽리와 Sn+1 엽리를 습곡시키는 변형작용으로 동서 방향의 압축응력 하에서 발생하여 남북 방향의 Fn+2 개방습곡을 형성시켰다. 그리고 이러한 네 번의 변형작용은 무주-설천 지역의 옥천벨트와 영남육괴에서 모두 관찰되고, 무주-설천 지역에서 이들 지체구조구를 구분할 수 있는 구조적 특성과 차이점은 관찰할 수 없었다. 지화학적 자료와 연대학적 자료에 따르면, 무주-설천 지역 일대 변성암류의 형성시기 내지 변성시기는 중기~후기 고원생대이다. 이는 이 지역에서 산출되는 결정질석회암은 적어도 중기 고원생대 이전에 퇴적되었음을 지시하고, 이러한 퇴적시기는 최근에 보고된 옥천누층군의 지질시대(신원생대~후기 고생대)와 다르다. 따라서 지금까지의 연구결과를 고찰해 볼 때, 무주-설천 지역에서 결정질석회암을 포함하는 변성퇴적암류를 시대미상의 옥천층군으로 추정하여 설정된 옥천벨트와 영남육괴 사이의 지체구조구 구분은 재고될 필요가 있다.

ATHEROSCLEROSIS, CHOLESTEROL AND EGG - REVIEW -

  • Paik, I.K.;Blair, R.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제9권1호
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    • pp.1-25
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    • 1996
  • The pathogenesis of atherosclerosis can not be summarized as a single process. Lipid infiltration hypothesis and endothelial injury hypothesis have been proposed and investigated. Recent developments show that there are many points of potential interactions between them and that they can actually be regarded as two phases of a single, unifying hypothesis. Among the many risk factors of atherosclerosis, plasma homocysteine and lipoprotein(a) draw a considerable interest because they are independent indicators of atherogenicity. Triglyceride (TG)-rich lipoproteins (chylomicron and VLDL) are not considered to be atherogenic but they are related to the metabolism of HDL cholesterol and indirectly related to coronary heart disease (CHD). LDL can of itself be atherogenic but the oxidative products of this lipoprotein are more detrimental. HDL cholesterol has been considered to be a favorable cholesterol. The so-called 'causalist view' claims that HDL traps excess cholesterol from cellular membranes and transfers it to TG-rich lipoproteins that are subsequently removed by hepatic receptors. In the so-called 'noncausalist view', HDL does not interfere directly with cholesterol deposition in the arterial wall but instead reflects he metabolism of TG-rich lipoproteins and their conversion to atherogenic remnants. Approximately 70-80% of the human population shows an effective feedback control mechanism in cholesterol homeostasis. Type of dietary fat has a significant effect on the lipoprotein cholesterol metabolism and atherosclerosis. Generally, saturated fatty acids elevate and PUFA lower serum cholesterol, whereas MUFA have no specific effect. EPA and DHA inhibit the synthesis of TG, VLDL and LDL, and may have favourable effects on some of the risk factors. Phospholipids, particularly lecithin, have an antiatherosclerotic effect. Essential phospholipids (EPL) may enhance the formation of polyunsaturated cholesteryl ester (CE) which is less sclerotic and more easily dispersed via enhanced hydrolysis of CE in the arterial wall. Also, neutral fecal steroid elimination may be enhanced and cholesterol absorption reduced following EPL treatment. Antioxidants protect lipoproteins from oxidation, and cells from the injury of toxic, oxidized LDL. The rationale for lowering of serum cholesterol is the strong association between elevation of plasma or serum cholesterol and CHD. Cholesterol-lowing, especially LDL cholesterol, to the target level could be achieved using diet and combination of drug therapy. Information on the link between cholesterol and CHD has decreased egg consumption by 16-25%. Some clinical studies have indicated that dietary cholesterol and egg have a significant hypercholesterolemic effect, while others have indicated no effect. These studies differed in the use of purified cholesterol or cholesterol in eggs, in the range of baseline and challenge cholesterol levels, in the quality and quantity of concomitant dietary fat, in the study population demographics and initial serum cholesterol levels, and clinical settings. Cholesterol content of eggs varies to a certain extent depending on the age, breed and diet of hens. However, egg yolk cholesterol level is very resistant to change because of the particular mechanism involved in yolk formation. Egg yolk contains a factor of factors responsible for accelerated cholesterol metabolism and excretion compared with crystalline cholesterol. One of these factors could be egg lecithin. Egg lecithin may not be as effective as soybean lecithin in lowering serum cholesterol level due probably to the differences of fatty acid composition. However, egg lecithin may have positive effects in hypercholesterolemia by increasing serum HDL level and excretion of fecal cholesterol. The association of serum cholesterol with egg consumption has been widely studied. When the basal or control diet contained little or no cholesterol, consumption of 1 or 2 eggs daily increased the concentration of plasma cholesterol, whereas that of the normolipemic persons on a normal diet was not significantly influenced by consuming 2 to 3 eggs daily. At higher levels of egg consumption, the concentration of HDL tends to increase as well as LDL. There exist hyper-and hypo-responders to dietary (egg) cholesterol. Identifying individuals in both categories would be useful from the point of view of nutrition guidelines. Dietary modification of fatty acid composition has been pursued as a viable method of modifying fat composition of eggs and adding value to eggs. In many cases beneficial effects of PUFA enriched eggs have been demonstrated. Generally, consumption of n-3 fatty acids enriched eggs lowered the concentration of plasma TG and total cholesterol compared to the consumption of regular eggs. Due to the highly oxidative nature of PUFA, stability of this fat is essential. The implication of hepatic lipid accumulation which was observed in hens fed on fish oils should be explored. Nutritional manipulations, such as supplementation with iodine, inhibitors of cholesterol biosynthesis, garlic products, amino acids and high fibre ingredients, have met a limited success in lowering egg cholesterol.

고속 전단 가공에서 페놀계와 인산계 산화방지제에 의한 PC/ABS 블렌드의 물성 변화 연구 (Effects of Phenolic and Phosphite Antioxidants on the properties for PC/ABS Blends during High-Shear-Rate Processing)

  • 이한기;김선홍;이형일;유재정;용다경;최석진;이승구;이기윤
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제52권2호
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    • pp.266-271
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    • 2014
  • Polycarbonate/Acrylonitrile-Butadiene-Styrene(PC/ABS) 블렌드의 분해효과를 조사하기 위해 고전단 압출 성형기의 스크류 회전속도와 전단시간의 함수로 PC/ABS의 물성변화에 영향을 미치는 산화방지제의 효과를 연구하였다. 인산계 산화방지제로 Tris-(2,4-di-tert-butyl-phenyl phosphate) (이후 A1로 명명) and Bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite(이후 A3로 명명)가 사용되었고, 페놀계 산화방지제는 Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate(이후 A2로 명명)가 사용되었다. 열적 물성은 TGA를 통해 측정되었고 고속 전단 가공 후 크게 감소하였다. 산화방지제 A3가 포함된 PC/ABS 블렌드는 다른 산화방지제에 비해 스트레스로 유발된 degradation과, 열적 degradation이 지연되었다. 고속 전단 가공 후 UTM을 사용한 기계적 물성 또한 산화방지제 종류에 따라 각각 감소하였고, 특히, 신율의 경우 크게 감소하는 거동이 나타난 것에 비해 인장강도의 변화는 매우 적었다. 스크류 회전속도 1000 rpm, 전단부하 시간 20초 조건에서의 신율로 예를 들면, 고속 전단 가공하기 전 신율인 148%에서 A1은 91.6%, A2는 63%, A3은 131%로 감소하였다. 형태학적 물성을 알기 위해 SEM을 사용하여 PC/ABS의 분산상을 조사하였고, 스크류 회전속도와 하중이 작용한 기간이 증가함에 따라 그 크기 분포가 감소하였다. 따라서, 세 종류 산화방지제 모두 고속 전단 가공에서 스트레스로 유발되는 PC/ABS 블렌드의 degradation을 억제하고, 그 효과는 A3가 가장 뛰어난 것을 확인하였다.