• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.253-259
• /
• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 접착 및 계면
• /
• 제22권4호
• /
• pp.118-127
• /
• 2021

본 연구에서는 NBR 고무의 물성을 향상시키기 위해서 충진재의 함량 조절 및 복합화를 통한 가황고무의 기계적 특성에 대해 실험하였다. 충진재는 내열성이 우수하다고 알려진 아라미드 섬유와 유리 섬유를 사용하였고, 상호보완 효과를 기대하여 세라믹을 적용하였으며, 적용된 세라믹 재료는 형상에 따라 침상구조의 세라믹과 판상구조의 세라믹을 적용하였다. 각 충진재의 기초 물성 조사를 위해 각 충진재는 5.0, 10.0, 15.0, 20.0 phr의 양으로 사용되었으며, 증량에 따른 물리적 특성을 비교 및 분석하였다. 세라믹 적용을 통한 상호 보완 효과를 확인하기 위해 각 10.0 phr 섬유와 세라믹을 1 : 1 복합 충진하여 기계적 물성 특성에 관한 평가를 하였다. 그 결과, 충진재 단독적용의 경우 아라미드 섬유, 침상 세라믹, 유리 섬유, 판상 세라믹 순으로 열 노화 후 인장강도 감소율이 작은 것으로 확인되었다. 또한 섬유와 세라믹 기반의 복합 충진재가 적용된 가황고무의 기계적 특성을 평가하였으며, 복합 충진재가 열 노화에 대한 상호보완 효과를 가지는 것을 확인하였다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
• /
• 제11권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 2019

PURPOSE. The aim of this study was to identify the effects of three aesthetic restorative materials on the wear between tooth and restoration by a pin-on-disk manner. MATERIALS AND METHODS. Six aesthetic restorative materials were used to prepare disk specimens for wear test, which were Lava Zirconia as zirconia group, Vintage MP and Cerabien ZR as veneering porcelain group, Gradia Direct microhybrid composite containing prepolymerized fillers, Filtek Z250 microhybrid composite containing zirconia glass and colloidal silica particles, and Filtek Z350 nanocomposite as composite resin group. Vertical loss of the worn cusp, change of the surface roughness of the restoration materials, and the surface topography were investigated after wear test under 9.8-N contact load. RESULTS. The porcelain groups (Vintage MP and Cerabien ZR) caused the largest vertical loss of teeth when compared with those of the composite resin and zirconia groups, and Filtek Z250 microhybrid composite results in the second-largest vertical loss of teeth. The surface of Filtek Z350 nanocomposite was deeply worn out, but visible wear on the surface of the zirconia and Gradia Direct microhybrid composite was not observed. When the zirconia surface was roughened by sand-blasting, vertical loss of teeth considerably increased when compared with that in the case of fine polished zirconia. CONCLUSION. It was identified that microhybrid composite resin containing a prepolymerized filler and zirconia with reduced surface roughness by polishing were the most desirable restorative materials among the tested materials to prevent the two-body wear between aesthetic restorative material and tooth.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.95-99
• /
• 2018

최근 고집적 고출력 전자 패키지의 효율적인 열전달을 위한 기판 및 방열소재로서 절연성 고열전도 필름의 수요가 커지고 있어, 알루미나, 질화알루미늄, 질화보론, 탄소나노튜브 및 그래핀 등의 고열전도 필러소재를 사용한 고방열 복합소재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서도 육방정 질화보론(h-BN) 나노시트가 절연성 고열전도 필러 소재로서 유력한 후보 물질로 선택되고 있다. 본 연구는 이 h-BN 나노시트와 PVA로 된 세라믹/폴리머 복합체 필름의 방열특성 향상에 관한 것이다. h-BN 나노시트는 h-BN 플레이크 원료 분말을 유기용매를 사용한 볼밀링과 초음파 처리에 의한 물리적 박리공정으로 만들었으며, 이를 사용한 h-BN/PVA 복합 필름을 제조한 결과 성형된 복합필름의 면방향과 두께방향 열전도도는 50 vol%의 필러함량에서 각각 $2.8W/m{\cdot}K$ 및 $10W/m{\cdot}K$의 높은 열전도도가 나타났다. 이 복합필름을 PVA의 유리전이온도 이상에서 일축 가압하여 h-BN 판상분말의 얼라인먼트를 향상시킴으로써 면방향 열전도도를 최대 $13.5W/m{\cdot}K$까지 증가시킬 수 있었다.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
• /
• 제13권4호
• /
• pp.226-236
• /
• 2021

PURPOSE. This study aimed to evaluate the effect of incorporating zirconium oxide nanoparticles (nano-ZrO₂) in polymethylmethacrylate (PMMA) denture base resin on flexural properties at different material thicknesses. MATERIALS AND METHODS. Heat polymerized acrylic resin specimens (N = 120) were fabricated and divided into 4 groups according to denture base thickness (2.5 mm, 2.0 mm, 1.5 mm, 1.0 mm). Each group was subdivided into 3 subgroups (n = 10) according to nano-ZrO₂ concentration (0%, 2.5%, and 5%). Flexural strength and elastic modulus were evaluated using a three-point bending test. One-way ANOVA, Tukey's post hoc, and two-way ANOVA were used for data analysis (α = .05). Scanning electron microscopy (SEM) was used for fracture surface analysis and nanoparticles distributions. RESULTS. Groups with 0% nano-ZrO₂ showed no significant difference in the flexural strength as thickness decreased (P = .153). The addition of nano-zirconia significantly increased the flexural strength (P < .001). The highest value was with 5% nano-ZrO₂ and 2 mm-thickness (125.4 ± 18.3 MPa), followed by 5% nano-ZrO₂ and 1.5 mm-thickness (110.3 ± 8.5 MPa). Moreover, the effect of various concentration levels on elastic modulus was statistically significant for 2 mm thickness (P = .001), but the combined effect of thickness and concentration on elastic modulus was insignificant (P = .10). CONCLUSION. Reinforcement of denture base material with nano-ZrO₂ significantly increased flexural strength and modulus of elasticity. Reducing material thickness did not decrease flexural strength when nano-ZrO₂ was incorporated. In clinical practice, when low thickness of denture base material is indicated, PMMA/nano-ZrO₂ could be used with minimum acceptable thickness of 1.5 mm.

• 멤브레인
• /
• 제33권4호
• /
• pp.149-157
• /
• 2023

공유 유기 프레임워크(COF)는 분자 분리, 염료 분리, 가스 분리, 여과 및 담수화를 포함한 다양한 응용 분야에서 가능성을 보여주었습니다. COF를 막에 통합하면 투과성, 선택성 및 안정성이 향상되어 분리 공정이 향상됩니다. 단일 벽 탄소 나노튜브(SWCNT)와 COF를 결합하면 염료 분리에 이상적인 높은 투과성과 안정성을 가진 나노 복합막을 생성합니다. COF를 폴리아미드(PA) 막에 통합하면 합성 계면 전략을 통해 투과성과 선택성이 향상됩니다. 혼합 매트릭스 막(MMM)의 3차원 COF 필러는 CO₂/CH₄ 분리를 향상시켜 바이오가스 업그레이드에 적합합니다. COF와 금속 유기 프레임워크(MOF) 막을 결합한 모든 나노 다공성 복합재(ANC) 막은 투과성-선택성 트레이드오프를 극복하여 가스 투과성을 크게 향상시킵니다. 가상 COF (hypoCOF)를 사용한 계산 시뮬레이션은 CO₂ 분리 및 H₂ 정제와 관련하여 우수한 CO₂ 선택성과 작업 능력을 입증합니다. 박막 복합재(TFC) 및 폴리술폰아미드(PSA) 막에 통합된 COF는 유기 오염물, 염 오염물 및 중금속 이온에 대한 거부 성능을 향상시켜 분리 능력을 향상시킵니다. TpPa-SO₃H/PAN 공유 유기 프레임워크 막(COFM)은 대전된 그룹을 활용하여 정전기적 반발을 통해 효율적인 담수화를 가능하게 함으로써 기존의 폴리아미드 막에 비해 우수한 담수화 성능을 보여 이온 및 분자 분리의 잠재력을 제시했습니다. 이러한 연구 결과는 투과성, 선택성 및 안정성을 향상시켜 향상된 분리 공정을 위한 막 기술에서 COF의 잠재력을 강조합니다. 이 검토에서는 분리 공정에 적용된 COF에 대해 논의합니다.

• 유기물자원화
• /
• 제31권1호
• /
• pp.5-14
• /
• 2023

연구에서는 실리카/티타니아 코어/쉘(STCS) 물질을 기반으로 환원 및 에칭을 통해 근적외선 반사율을 향상시킬 수 있는 라이다 반사형 중공구조 검은색(B-HST) 물질을 제조하였다. 또한, 에칭 폐액을 수거 및 재활용하여 합성한 실리카(e-SiO₂) 물질을 반도체 에폭시 몰딩 컴파운드용(EMC) 필러 소재로서 응용하였다. 상세히는, 연속적인 졸-겔법, 환원법 및 초음파법을 통해 제조한 B-HST 물질은 높은 NIR 반사율(31.1%)과 실제 검은색 페인트와 유사한 명도(L^*=13.2)를 나타내었으며, 이를 통해 성공적으로 라이다에 인식될 수 있는 소재가 제조되었음을 확인하였다. 추가적으로, B-HST 물질의 합성 과정에서 코어 실리카를 에칭하여 추출한 실라놀 전구체를 포함하는 에칭 폐액을 수거한 뒤, 졸-겔법을 통해 균일한 필러용 실리카로 합성하였으며, 에폭시 고분자 및 카본블랙과의 혼합을 통해 반도체 패키지용 소재인 EMC로 제조하였다. 실험으로 제조된 EMC는 상용화된 EMC 제품과 유사한 물리적-화학적 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 통해 물질의 합성과 효과적인 재활용법의 설계를 통하여 4차 산업시대에 부합하는 고부가 가치 소재들인 자율주행차 차량용 검은색 물질과 반도체용 EMC 물질들을 성공적으로 제조하고 미래 산업에서의 응용 가능성에 대해 제시하였다.

• 한국포장학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.51-57
• /
• 2023

이 연구에서는 고압 균질기를 통해 제작된 CNF 수 분산액을 PLA에 적용시키는데 있어 비용과 생산 효율성을 고려하여 동결 건조 방식이 아닌 오븐 건조를 통해 수분을 제거한 ODCNF를 제조하였다. 건조 후 고형화된 CNF 분말을 생분해성 고분자인 PLA에 접목시켜 압출, 사출 공정에서 발생하는 전단응력으로 재분산을 유도하였고, 성공적으로 시편이 만들어졌다. 제작된 시편에 대하여 진행된 전계방사 전자현미경 측정을 통해 셀룰로오스 입자가 PLA 매트릭스 내에 함침되어 있는 것을 확인하였다. 또한 시차주사열량계 측정에서 ODCNF가 PLA에 적용되었을 때 결정화도 상승과 냉 결정화 온도가 앞당겨지는 것을 확인하였다. 그리고 냉각 과정에서 결정이 생성되는 것을 통해 실제 생산 공정에 적용할 경우, 친환경 핵제로써 역할을 수행할 수 있을 것으로 판단하였다. 추가적으로 유변물성 측정기를 통해 첨가된 ODCNF가 PLA의 점도를 과도하게 증가시키지 않아 기존 공정 조건에 그대로 적용할 수 있음을 확인하였고, 이는 제작된 시편을 통해서도 알 수 있었다. 동적 점탄성 특성에서는 첨가된 ODCNF 입자의 필러 효과와 향상된 결정화도로 인해 유리상과 고무상에서 모두 저장 탄성율의 비율이 PLA에 비해 높게 유지되는 것으로 밝혀졌다. 이러한 연구결과를 바탕으로 대량 생산이 가능하고, 생산단가를 낮춘 ODCNF를 이용하여 CNF/PLA 기반의 100% 생분해성 복합재 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 공업화학
• /
• 제34권3호
• /
• pp.213-220
• /
• 2023

혼합기질막(mixed-matrix membrane, MMM)은 고성능 충전제가 고분자 기질에 분산된 구조로, 지난 30년간 이를 이용한 기체분리 연구가 집중적으로 수행되었다. 일반적으로 MMM은 고분자 막보다 우수한 기체 분리 성능을 가지고 있으며, 다결정 막에 비해 좋은 확장성을 보인다. 그러나 이러한 잠재성에도 불구하고, MMM의 상용화는 여러 가지 어려운 문제들로 인해 지연되고 있다. MMM의 주요 문제 중 하나는 충전제와 고분자 사이의 부적절한 계면 상호작용으로 결함(즉, 개면 공극 등)이 형성될 수 있다는 것이다. 따라서 많은 MMM 연구에서 이러한 계면의 문제를 해결하기 위한 전략이 제시되었다. 하지만 계면상의 상호작용으로 MMM이 가진 문제점들을 해결하려는 과학적 접근에 비해 손쉽고 효과적으로 대면적의 MMM을 제조하기 위한 공학적 접근은 상대적으로 간과되어 왔다. 본 총설에서는 MMM의 대면적화를 위한 공학적인 접근 중 하나인 고분자 변형을 통해 가능해진 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF)의 원위치 형성을 이용한 MMM 제막 방법을 소개하고자 한다. 이 새로운 제막법은 현재 MMM이 직면하고 있는 문제들을 공학적인 접근으로 효과적으로 해결하여 MMM의 상용화를 촉진시킬 수 있다.

• 멤브레인
• /
• 제33권1호
• /
• pp.23-33
• /
• 2023

본 연구에서는 PEBAX 2533에 합성된 PEI-GO@ZIF-8의 함량을 달리 첨가하여 혼합막을 제조하고 N₂와 CO₂의 투과 특성을 연구하였다. PEBAX/PEI-GO@ZIF-8 혼합막의 N₂ 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량이 증가함에 따라 감소하였고, CO₂ 투과도는 PEI-GO@ZIF-8 함량에 따라 다른 경향을 보였는데 순수 PEBAX 막에서 PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt%까지 CO₂ 투과도는 증가하다가 그 이후의 함량에서는 감소하였다. PEI-GO@ZIF-8 0.1 wt% 혼합막은 CO₂ 투과도 221.9 Barrer, CO₂/N₂ 선택도는 60.0으로, 제조된 혼합막들 중 CO₂ 투과도와 CO₂/N₂ 선택도가 향상되어 가장 높은 투과 특성을 보였고 Robeson upper-bound에 도달하는 결과를 얻었다. 이는 충진물이 PEBAX 내에 고루 분산되면서 CO₂와 친화적인 상호작용을하는 GO의 -COOH, -O-, -OH 작용기와 PEI에 결합된 아민기 그리고 CO₂에 대해 gate-opening 현상이 일어나는 ZIF-8의 영향 때문이다.