• 제목/요약/키워드: extruder

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Compatibility of biodegradable poly (lactic acid) (PLA) and poly (butylene succinate) (PBS) blends for packaging application

  • Bhatia, Amita;Gupta, Rahul K.;Bhattacharya, Sati. N.;Choi, H.J.
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제19권3호
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    • pp.125-131
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    • 2007
  • Biodegradable polymeric blends are expected to be widely used by industry due to their environmental friendliness and comparable mechanical and thermal properties. Poly (lactic acid) (PLA) and poly (butylene succinate) (PBS) are such biodegradable polymers which aim to replace commodity polymers in future applications. Since cost and brittleness of PLA is quite high, it is not economically feasible to use it alone for day to day use as a packaging material without blending. In this study, blends of PLA and PBS with various compositions were prepared by using a laboratory-scale twin-screw extruder at $180^{\circ}C$. Morphological, thermal, rheological and mechanical properties were investigated on the samples obtained by compression molding to explore suitability of these compositions for packaging applications. Morphology of the blends was investigated by scanning electron microscopy (SEM). Morphology showed a clear phase difference trend depending on blend composition. Modulated differential scanning calorimetry (MDSC) thermograms of the blends indicated that the glass transition temperature ($T_g$) of PLA did not change much with the addition of PBS, but analysis showed that for PLA/PBS blend of up to 80/20 composition there is partial miscibility between the two polymers. The tensile strength and modulus were measured by the Instron Universal Testing Machine. Tensile strength, modulus and percentage (%) elongation at break of the blends decreased with PBS content. However, tensile strength and modulus values of PLA/PBS blend for up to 80/20 composition nearly follow the mixing rule. Rheological results also show miscibility between the two polymers for PBS composition less than 20% by weight. PBS reduced the brittleness of PLA, thus making it a contender to replace plastics for packaging applications. This work found a partial miscibility between PBS and PLA by investigating thermal, mechanical and morphological properties.

다관능기를 도입한 아이오노머 필름의 기체투과 특성 (Permeation Property of Ionomer Film with New Multifunctional Ionic Site)

  • 이보미;정삼봉;남상용
    • 한국재료학회지
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    • 제22권5호
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    • pp.227-236
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    • 2012
  • Ionomer is a thermoplastic that is composed of covalent bonds and ionic bonds. It is possible to use this material in processes such as injection molding or extrusion molding due to the material's high oil resistance, weatherproof characteristics, and shock resistance. In this study, a new ionomer having a multifunctional group was prepared by a stepwise neutralization system with the addition of acidic and salt additives. In step I, to increase the contents of the multifunctional group and the acid degree in ethylene acrylic acid (EAA), MGA was added to the ionomer resin (EAA). A new ionomer was prepared via the traditional preparation method of the ionic cross-linking process. In step II, metal salt was added to the mixture of EAA and MGA. The extrusion process was performed using a twin extruder (L/D = 40, size : ${\varphi}30$). Ionomer film was prepared for evaluation of gas permeability by using the compression molding process. The degree of neutralized and ionic cross-linked new ionomer was confirmed by FT-IR and XRD analysis. In order to estimate the neutralization of the new ionomer film, various properties such as gas permeation and mechanical properties were measured. The physical strength and anti-scratch property of the new ionomer were improved with increase of the neutralization degree. The gas barrier property of the new ionomer was improved through the introduction of an ionic site. Also, the ionic degree of cross-linking and gas barrier property of the ionomer membrane prepared by stepwise neutralization were increased.

The Effects of CO2 Injection and Barrel Temperatures on the Physiochemical and Antioxidant Properties of Extruded Cereals

  • Thin, Thazin;Myat, Lin;Ryu, Gi-Hyung
    • Preventive Nutrition and Food Science
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    • 제21권3호
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    • pp.271-280
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    • 2016
  • The effects of $CO_2$ injection and barrel temperatures on the physiochemical and antioxidant properties of extruded cereals (sorghum, barley, oats, and millet) were studied. Extrusion was carried out using a twin-screw extruder at different barrel temperatures (80, 110, and $140^{\circ}C$), $CO_2$ injection (0 and 500 mL/min), screw speed of 200 rpm, and moisture content of 25%. Extrusion significantly increased the total flavonoid content (TFC) of extruded oats, and ${\beta}$-glucan and protein digestibility (PD) of extruded barley and oats. In contrast, there were significant reductions in 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, PD of extruded sorghum and millet, as well as resistant starch (RS) of extruded sorghum and barley, and total phenolic content (TPC) of all extrudates, except extruded millet. At a barrel temperature of $140^{\circ}C$, TPC in extruded barley was significantly increased, and there was also an increase in DPPH and PD in extruded millet with or without $CO_2$ injection. In contrast, at a barrel temperature of $140^{\circ}C$, the TPC of extruded sorghum decreased, TFC of extruded oats decreased, and at a barrel temperature of $110^{\circ}C$, PD of extruded sorghum without $CO_2$ decreased. Some physical properties [expansion ratio (ER), specific length, piece density, color, and water absorption index] of the extrudates were significantly affected by the increase in barrel temperature. The $CO_2$ injection significantly affected some physical properties (ER, specific length, piece density, water solubility index, and water absorption index), TPC, DPPH, ${\beta}$-glucan, and PD. In conclusion, extruded barley and millet had higher potential for making value added cereal-based foods than the other cereals.

EPDM 이오노머/Polyamide-6 블렌드계 열가소성 탄성체의 열적 성질 (Thermal Properties of the Themoplastic Elastomers Based on EPDM Ionomer/Polyamide-6 Blends)

  • 진성훈;송광석;이대수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권1호
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    • pp.167-172
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    • 2012
  • 탄성체로써 EPDM 이오노머와 결정성 보강 고분자로써 폴리아미드-6를 이용하는 새로운 형태의 열가소성 탄성체를 제조하여 이들의 열적 성질을 고찰하였다. 특히 산화아연을 이용하여 말레인화 EPDM으로부터 EPDM 이오노머를 제조할 때 중화도의 영향과 블렌드 중 폴리아미드-6 함량의 영향을 살펴보았다. 중화와 블렌드 공정은 이축압출기를 이용하였다. 말레인화 EPDM의 중화는 냉각 결정화 온도를 상승시켰다. 폴리아미드-6의 높은 결정성은 보강재 효과를 보였다. 블렌드에서 말레인화 EPDM과 폴리아미드-6 사이의 이미드 형성으로 폴리아미드-6의 분산이 양호하게 나타났다. EPDM 이오노머와 폴리아미드-6로 제조한 열가소성 탄성체는 균형적인 기계적 물성과 향상된 내열성을 나타내었다.

블렌드 조성과 상용화제가 PP/SAN과 PP/ABS 블렌드의 기계적 물성에 미치는 영향 (The Effects of Blend Composition and Compatibilizer on the Mechanical Properties of the PP/SAN and the PP/ABS Blends)

  • 박정훈;성운모;현재천;김우년;홍병권;홍존희;임양수
    • 폴리머
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    • 제26권1호
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    • pp.53-60
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    • 2002
  • Polypropylene(PP : 연속상)/poly(styrene-co-acrylonitrile)(SAN : 분산상), 그리고 PP/poly (acronitrile-butadiene-styrene)(ABS : 분산상)블렌드를 혼합 조성, shear rate, 그리고 상용화제(PP-SAN copolymer)의 첨가량을 변화시켜가면서 이축압출기를 통해 제조하였다. 압출공정시 PP/SAN 블렌드에서 SAN을 0에서 40 wt%로 첨가함에 따라 분산상의 크기가 증가하였으며, 굴곡강도와 인장강도는 하락하는 경향을 나타내었다. 스크류의 속도가 10에서 60 rpm으로 증가됨에 따라 분산상의 크기가 감소하였고, 굴곡강도와 인장강도는 상승하였다. 상용화제가 5 phr 첨가된 PP/SAN 블렌드에서 최대의 기계적 물성값과 최소의 분산상 크기를 나타내었다. 상용화제가 첨가됨에 따라, PP/ABS 블렌드의 굴곡강도와 인장강도가 증가되었고, 상용화제가 5 phr 첨가되었을 때 굴곡강도 및 인장강도가 최고값을 나타내었다.

펠렛형 MWCNT를 사용한 PP/MWCNT 나노복합체 물성 연구 (Properties of PP/MWCNT Nanocomposite Using Pellet-Shaped MWCNT)

  • 정동석;남병욱
    • 폴리머
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    • 제35권1호
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    • pp.17-22
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    • 2011
  • 본 연구에서는 폴리프로팔렌(PP)/다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 복합체를 이축압출기를 사용하여 펠렛형 MWCNT를 20wt%까지 함량별로 제조하고, MWCNT가 20 wt% 첨가된 복합체를 마스터배치(M/B)로 사용하여 다시 PP와 컴파운딩하여 희석하였다. PP/MWCNT 복합체는 함량 변화에 따라 전기전도도 열전도도, 모폴로지, 열적, 고체 점탄성, 기계적 성질을 조사하였고, 또한 희석된 PP/MWCNT 복합체와 1 단계 PP/MWCNT 복합체 간의 물성을 비교하였다. 전기전도도와 열전도도는 MWCNT의 함량이 3 wt% 일 때 percolation threshold 현상을 보였고 M/B로 제조된 복합체가 더 우수한 전도도를 보였다. 복합체의 MWCNT 함량이 증가하면 비등온 결정화 온도 및 열분해 온도가 증가하였다. 모폴로지를 통하여 M/B로 제조된 복합체의 MWCNT 길이가 짧아진 것을 확인하였고, 이는 기계적 물성의 향상에 도움을 준 것으로 나타났다.

Rheology of PP/Clay Hybrid Produced by Supercritical $CO_2$ Assisted Extrusion

  • Lee, Sang-Myung;Shim, Dong-Cheol;Lee, Jae-Wook
    • Macromolecular Research
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    • 제16권1호
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    • pp.6-14
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    • 2008
  • Polypropylene (PP)-layered silicate nanocomposites were developed using a new processing method involving a supercritical carbon dioxide ($scCO_2$)-assisted co-rotating twin-screw extrusion process. The nanocomposites were prepared through two step extrusion processes. In the first step, the PP/clay mixture was extruded with $CO_2$ injected into the barrel of the extruder and the resulting foamed extrudate was cooled and pelletized. In the second step, the foamed extrudate was extruded with venting to produce the final PP/clay nanocomposites without $CO_2$. In this study, organophilic-clay and polypropylene matrix were used. Maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MA) was used as a compatibilizer. This study focused on the effect of $scCO_2$ on the dispersion characteristics of the clays into a PP matrix and the rheological properties of the layered silicate based PP nanocomposites. The dispersion properties of clays in the nanocomposites as well as the rheological properties of the nanocomposites were examined as a function of the PP-g-MA concentration. The degree of dispersion of the clays in the nanocomposites was analyzed by X-ray diffraction and transmission electron microscope. Various rheological properties of the nanocomposites were measured using a rotational rheometer. In the experimental results, the $scCO_2$ assisted continuous manufacturing extrusion system was used to successfully produce the organophilic-clay filled PP nanocomposites. It was found that $scCO_2$ had a measurable effect on the clay dispersion in the polymer matrix and the melt intercalation of a polymer into clay layers.

플라스틱 자석 혼합물의 균질도 평가방법과 균질도가 자기특성에 미치는 영향 (Evaluation Methods of Homogeneity for Feedstocks and Effect of Homogeneity on the Magnetic Properties of Plastic Magnets)

  • 이석희;최준환;문탁진;정원용
    • 한국자기학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.86-92
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    • 1998
  • 플라스틱 자석에는 균일한 자장분포와 높은 자기특성을 얻기 위해서는 균질화된 혼합물이 요구되며, 이를 위해서는 적절한 혼합경로와 혼합물의 균질도 평가방법이 필수적이다. 본 연구에서는 Sr-ferrite/EVA 플라스틱 자석에서 혼합균질도의 평가방법과 혼합균질도가 자기특성에 미치는 영향을 조사하였다. 회분식 혼합기와 단축압출기를 이용하여 균질도가 서로 다른 혼합균질도를 조사하였다. 토크센서를 이요한 혼합시 토크변화 측정방법은 임계분말충전율 결정에는 효과적인데 반해 혼합균질도 평가에는 적합하지 않았다. 이그이방성 플라스틱 자석의 분말이방화율을 이용한 균질도 평가방법은 정밀도는 높으나, 시편제조와 측정에 고가의 장비와 필요하고 자성분말 혼합물 이외에는 이용될수 없다. 모세관 레오미터를 이용한 압출압력변화 측정방법은 정밀도가 높고 측정이 간편하여 효과적이었다. 혼합물의 균질도가 증가함에 따라 분말이방화율이 증가하였으며, 분말이방화율의 증가에 따라 잔류자속밀도는 직선적으로 증가하였다.

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충격 보강제와 탈크를 이용한 PLLA 얼로이 연구 (Study on PLLA Alloys with Impact Modifier and Talc)

  • 정동석;남병욱;장미옥;홍채환
    • Elastomers and Composites
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    • 제45권2호
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    • pp.129-136
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    • 2010
  • 본 연구는 이축 압출기를 사용하여 생분해성 고분자인 Poly-L-lactic acid(PLLA)와 충격보강제로 Poly (ethylene-co-glycidyl methacrylate)(EGMA)와 Engage를 각각 PLLA에 대해 100/0, 75/25, 50/50, 25/75, 0/100의 조성으로 블렌드를 제조하였고, 3개의 PLLA/EGMA 블렌드에는 탈크를 첨가하였다. 이를 DMA, FESEM, UTM, Izod 충격시험기를 사용하여 PLLA 블렌드의 모폴로지와 점탄성, 기계적 특성을 측정하였다. DMA와 충격시험기의 측정결과 EGMA와 Engage의 함량이 증가함에 따라 상온에서의 저장탄성률이 감소하였고, 충격강도는 증가하였다. 한편 탈크가 첨가되면 저장탄성률은 증가하고 충격강도는 감소하였다. FESEM 분석으로부터, 매트릭스에 도메인이 잘 분산되어 있음을 알 수 있었고, UTM을 통하여 EGMA와 Engage의 함량이 증가하면 굴곡탄성률과 인장강도가 감소되지만, 탈크를 첨가함으로써 이를 보완할 수 있었다.

압출성형 공정변수가 압출성형 펠릿의 팽화에 미치는 영향 (Effects of Extrusion Process Parameters on Puffing of Extruded Pellets)

  • 김재현;류기형
    • 한국식품과학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.55-59
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    • 2001
  • 쌀의 팽화에 관한 연구는 팝콘에 관한 연구와 비교하면 매우 미흡한 편이다. 쌀을 팽화시킬 때 대부분 가압식 팽화기나 압출성형기를 이용하고 있다. 대부분의 쌀의 팽화에 관한 연구는 인도에서 이루어져 왔으며, 가공조건(수분함량, 가열온도) 등이 팽화쌀의 물리화학적 성질에 관한 연구가 대부분이다. 팝콘과 같은 인스턴트 팽화쌀의 팽화기작 및 개발에 관한 연구는 극히 제한되어 있다. 압출성형 팽화펠릿의 팽화에서 3일 수침 후 분쇄한 찹쌀을 이용하여 수분함량 $20{\sim}27%$, $CO_2$ 가스주입압력 2.8 MPa, 스크류회전속도 200 rpm으로 제조한 펠릿을 microwave oven에서 팽화시 밀도와 조직감이 비교적 낮게 나타나는 경향을 보였다. 또한 압출성형기로 제조된 펠릿의 팽화시 가장 큰 영향인자는 펠릿의 수분함량과 가스주입압력, 스크류회전속도의 조절에 의해 팽화 및 조직감을 최적화 할 수 있었다.

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