• 한국환경과학회지
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• 제32권6호
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• pp.477-482
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• 2023

Halloysite nanotube (HNT) has a nanotube structure with the chemical formula of Al₂Si₂O₅(OH)₄ · nH₂O and is a natural sediment of aluminosilicate. A lot of research has been conducted to improve the mechanical properties of epoxy composites by generating interactions between HNTs and polymers through surface treatment of HNTs, such as exchange of amine group as a terminal functional group. However, most of the surface modification methods are performed under wet conditions, which require a relatively large amount of time, manpower and solvent. In order to save time and simplify complicated procedures, a dry coating machine was designed and used for amine group exchange. Comparing the XPS results, it was found that the results of NH₂-HNT prepared using a dry coating machine and the substitution through the wet method were not significantly different, and it has been confirmed that the amount of solvent used and the time savings can be made.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제27권2_2호
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• pp.371-375
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• 2024

Epoxy resins are widely used in various fields due to their high adhesion, mechanical strength, and solvent resistance. However, as the volume decreases during the hardening process and the cooling process after hardening, stress is generated and when an external force is applied, the brittle material exhibits destruction behavior. To complement this, research has been conducted using inorganic nanofillers such as halloysite nanotube(HNT). HNT has a nanotube structure with the chemical formula of Al₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O and is a natural sediment of aluminosilicate. It has been used as additive to improve the mechanical properties of epoxy composites with exchange of amine group as a terminal functional group. In order to simplify complicated procedures of common wet method, a dry coating machine was designed and used for amine group exchange in previous research. In this study, they were applied as filler in epoxy composites, and mechanical properties such as tensile strength and flexural strength of composites were examined.

• 한국산림과학회지
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• 제90권5호
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• pp.608-618
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• 2001

SEM이나 TEM에 의하여 토양의 풍화과정을 구명하는 것은 토양의 성질을 파악하는데 아주 중요하다. 본 연구에서 우리나라 남부지역 화강암질 삼림토양의 물리 화학적 성질과 초현미경적 특성을 파악하여 토양 형성 과정에서 여러 가지 정보를 제공해주고 있다. O층과 E층에서 삼림 소동물의 적극적인 활동을 증명 해주고 있는 동물 배설물인 fecal pellets의 외부형태를 상세히 관찰 할 수 있는데, 외부형태는 spherical, ellipsoidal, cylindrical, platy, threadlike의 5가지로 알려져 있는데(Mermut, 1985) 본 연구에서 doughnutlike 형태가 발견되었다. 토양 미세립자(微細粒子)는 투수(透水)에 의하여 상부 A층에서 용탈(溶脫)되어 B층이나 BC층에서 집적(集積)하는데 B층이나 BC층에서 Ped 표면에 집적(集積)되어 있는 cutan과 kaolinite가 퇴적(堆積)되어 있는 것을 관찰할 수 있고 cutan은 312cm나 되는 깊은 곳에서도 형성되고 있으며 이 cutan의 표면은 높은 배솔(倍率)로 관찰하여보니 fine silt, coarse clay, fine clay로 구성되고 있으며 rod-like halloysite를 관찰할 수 있다. Fine clay에서 TEM에 의해서 halloysite를 관찰할 수 있는데 halloysite는 장석(長石)에서 풍화 생성되는 것으로 널리 알려져 있으며 화강암에서 유래된 ferruginous chlorites에서도 생성되는 사실이 Cho와 Mermut(1992a, b)에 의하여 보고된바 있지만 Jackson(1962)에 의하여 kaolin의 풍화과정이 추론되고 Wada와 Kakuto(1983a, b)에 의하여 우리나라 Alfisols와 Ultisols에서 intergradient vermiculite-kaolin mineral의 생성과정이 추론된 바 있다. 따라서 본 연구에서도 많은 양의 halloysite가 ferruginous chlorite에서 풍화 생성됨을 확인할 수 있었다. 일차광물(一次鑛物)인 chlorites의 구성원소(構成元素)인 Fe가 풍화 과정에서 Iron oxides가 형성되어 토양을 붉은색을 띄게 하여 주는데 Bt층에서 ferruginous chlorites가 exfoliation이 생기며 1층(層)의 가장자리에 Iron oxides가 결품집합(結品集合)된 형태로 관찰(SEM)되었으며 fine clay에서 Hematite와 Goethite을 관찰(TEM)할 수 있다.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.88-93
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• 2018

본 연구에서는 입자크기가 서로 다른 할로이사이트 나노튜브(Halloysite nanotube, HNT)와 밀드 카본(Milled carbon, MC) 강화 복합재료를 사용하여 손상된 복합재료 적층판을 계단형 패치 보수법에 따라 수리하고, 손상된 면과 수리면 사이의 접합 계면에 입자가 미치는 기계적, 구조적 영향을 분석하였다. 이 때, 고온고습의 가혹한 수분 환경에 장시간 노출시켜 손상된 판을 형성하는 기존 재료와의 상대적인 재료 물성 회복률을 비교하였으며 기계적 물성 시험을 통해 성능평가를 실시하였다. 그 결과 $70^{\circ}C$ 고온 증류수에서 HNT는 입자 첨가량에 따라 흡습률이 MC에 비해 뚜렷한 차이를 보였으며 인장강도와 굽힘강도의 경우, 대체적으로 HNT로 강화된 복합재를 사용하여 보수한 시험편이 흡습 전과 후 모두 높은 수치를 나타냈다. 특히, 0.5, 1 wt. %의 HNT가 첨가되었을 때 흡습률이 가장 적었고 이는 기계적 강도 증가에 관여하는 하나의 요인으로 작용하였다. 반면 MC는 소량만으로도 높은 흡습 저항성을 나타냈으며 하중의 방향에 따라 강도의 차이가 발생했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.113-125
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• 1999

부산시 남구 문현동 산사태 지역에 산출하는 점토광물에 대해 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰 및 화학분석 등의 조사를 행하여 산출상태 및 광물학적 특성을 검토하였다. 그 결과, 본 지역에는 할로이사이트, 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물, 카오리나이트, 일라이트 등의 여러 점토광물이 다량 산출되는 것으로 나타났다. 산출상태로 보아 이들 점토광물은 기반암인 안산암의 풍화변질에 의해 형성된 것으로 나타났다. 즉, 안산암의 초기 풍화단계에서 할로이사이트가 형성되고, 그 후의 중간단계에서 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물 및 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물이 형성되었으며, 최종의 풍화단계에서 카오리나이트가 주로 형성된 것으로 사료된다. 특히 산사태 발생지역의 중심부와 미끄러진 바닥면의 점토에서 할로이사이트, 버미큘라이트, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물 등의 팽윤성 점토광물이 다량 산출되었다. 따라서 이들 점토광물은 물을 흡수하여 팽창하게 되며, 이에 따라 사면의 전단저항을 급격히 약화시킬 수 있기 때문에 산사태 발생의 중요한 원인을 제공한 것으로 생각된다. 지질 및 구성광물 등의 검토 결과, 이 지역의 산사태는 급한 경사면, 집중호우, 절리의 발달, 암석의 변질작용, 그리고 팽윤성 점토광물 등의 요인이 복합적으로 작용되어 발생된 것으로 사료된다. 따라서 산사태의 조사 및 방지대책에 있어서 지질과 함께 점토광물에 대한 검토가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.221-230
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• 2002

화강암질 편마암의 풍화단면에서 풍화초기에 흑운모-질석-캐올리나이트로의 변질과정을 보여 주었으나, 지표층으로 가면서 질석 중간 상이 거의 인지되지 않고 흑운모-캐올리나이트 변질과정을 나타낸다. 흑운모의 풍화작용에 의해 생성된 1:1 규산염 층상광물은 캐올리나이트와 할로이사이트이며, 다른 메커니즘에 의해 형성되어 각기 다른 풍화조직을 보여준다. 캐올리나이트화작용은 입자의 가장자리로부터 내부로 진행되었다. 변질과정에서 $10\AA$의 흑운모 다층과 $7\AA$의 캐올리나이트 다층이 교호하고 있고, 두 상의 c-축이 일치한다. 변질된 캐올리나이트의 가상은 흑운모 입자의 외곽선에 기준하여 부피의 변화 없이 일정하고, 많은 공극이 벽개면을 따라 발달해 있어 판상의 캐올리나이트는 흑운모와의 1:1의 엽층 대 엽층 교대작용에 의해 형성된 것으로 보인다. 할로이사이트화작용은 흑운모의 엽편들은 보다 얇게 분리되어 벽개면에 수직방향으로 휘어져 렌즈상의 공극을 형성하고, 할로이사이트는 그 가장자리에서 외곽 방향으로 부채모양으로 발달하여 할로이사이트의 가상은 흑운모 입자의 현저한 부피 증가를 초래했다. 관상의 할로이사이트는 사장석의 용해작용에 의한 외부용액으로부터 Si와 Al을 공급받아 흑운모의 표면에 침전되어 성장되었다 이렇게 형성된 할로이사이트는 비정상적으로 높은 Fe(~11%)를 함유하고 있다.

• Advances in nano research
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• 제16권2호
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• pp.127-140
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• 2024

Upon direct/indirect exposure to flame or heat, composite structures may burn or thermally buckle. This issue becomes more important in the natural fiber-based composite structures with higher flammability and lower mechanical properties. The main goal of the present study was to obtain an optimal eco-friendly composite system with low flammability and high thermal buckling resistance. The studied composite consisted of polypropylene (PP) and short abaca fiber (AF) with eggshell powder (ESP) and halloysite clay nanotubes (HNTs) additives. An optimal base composite, consisting of 30 wt.% AF and 70 wt.% PP, abbreviated as OAP, was initially introduced based on burning rate (BR) and the Young's modulus determined by horizontal burning test (HBT) and tensile test, respectively. The effects of adding ESP to the base composite were then investigated with the same experimental tests. The results indicated that though the BR significantly decreased with the increase of ESP content up to 6 wt.%, it had a very destructive influence on the stiffness of the composite. To compensate for the damaging effect of ESP, small amount of HNT was used. The performance of OAP composite with 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT (OAPEH) was explored by conducting HBT, cone calorimeter test (CCT) and tensile test. The experimental results indicated a 9~23 % reduction in almost all flammability parameters such as heat release rate (HRR), total heat released (THR), maximum average rate of heat emission (MARHE), total smoke released (TSR), total smoke production (TSP), and mass loss (ML) during combustion. Furthermore, the combination of 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT reduced the stiffness of OAP to an insignificant amount by maximum 3%. Moreover, the char residue analysis revealed the distinct differences in the formation of char between AF/PP and AF/PP/ESP/HNT composites. Afterward, dilatometry test was carried out to examine the coefficient of thermal expansion (CTE) of OAP and OAPEH samples. The obtained results showed that the CTE of OAPEH composite was about 18% less than that of OAP. Finally, a theoretical model was used based on first-order shear deformation theory (FSDT) to predict the critical bucking temperatures of the OAP and OAPEH composite plates. It was shown that in the absence of mechanical load, the critical buckling temperatures of OAPEH composite plates were higher than those of OAP composites, such that the difference between the buckling temperatures increased with the increase of thickness. On the contrary, the positive effect of CTE reduction on the buckling temperature decreased by raising the axial compressive mechanical load on the composite plates which can be assigned to the reduction of stiffness after the incorporation of ESP. The results of present study generally stated that a suitable combination of AF, PP, ESP, and HNT can result in a relatively optimal and environmentally friendly composite with proper flame and thermal buckling resistance with no significant decline in the stiffness.

• 한국세라믹학회지
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• 제20권3호
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• pp.255-259
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• 1983

Am(rphous aluminosilicate zeolite A and hydroxysodalite were obtained by reaction of Hadong kaolin(halloysite) with IN sodium hydroxide solntion in the temperature range of 60 to 10$0^{\circ}C$ For determination of the mechanism of the reaction Various possible mechanisms were compared with the experimental results. It was observed that the reaction mechamism of zeolite A synthesis from Hadong kaolin was first order consecu-tive reaction as follows : halloysitelongrightarrowamorphous aluminosilicatelongrightarrowzeolite Alongrightarrowhydroxysodalite

• 멤브레인
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• 제24권5호
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• pp.358-366
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• 2014

Chitosan에 HNT (halloysite nanotube)의 함량을 0, 3, 5, 10 wt%로 가하여 chitosan-HNT 복합막을 제조하였다. 복합막의 구조는 FT-IR, XRD, TGA, SEM으로 알아보았다. 기체투과 실험은 $30^{\circ}C$, $4kg/cm^2$ 조건에서 수행하였고, chitosan-HNT 복합막의 HNT 함량 변화에 따른 $CO_2$와 $CH_4$의 기체투과도와 선택도를 조사하였다. Chitosan-HNT 복합막의 기체 투과도는 HNT 함량이 3 wt%에서 가장 큰 값을 보였고, 그 이상의 함량에서는 감소하였다. 선택도($CO_2/N_2$)는 0~10 wt% 범위에서 HNT 내의 OH기와 $CO_2$ 간의 친화력으로 인하여 증가하였고, 약 1.3~3.8의 값을 보였다.

• Elastomers and Composites
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• 제24권4호
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• pp.276-289
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• 1989

This study deals with both effects of inorganic fillers to vulcanized rubbers such as NR, CR, EPDM, NBR & SBR and inorganic characteristics of domestic fillers in comparision with hard clay produced in the USA. The results were as follows. 1. Main ingredient of domestic clay "Ha-dong clay" was Halloysite, "No-ha Island" was Pyrophyllite with $\alpha$-Quartz, and both of "Hard clay" & "Hwa-soon clay" were proved to be Kaolinite by XRD, DT-TGA and chemical analysis by XRF. 2. Tensile strength value of SBR compounded with these fillers, was Hard clay $146kg\;f/cm^2$, Kaolinite $123kg\;f/cm^2$, Pyrophyllite $82kg\;f/cm^2$, Halloysite $80kg\;f/cm^2$, precipitated $CaCO_3\;27kg\;f/cm^2$, and ground $CaCO_3$ was $21kg\;f/cm^2$. These results showed the increase of seven times according to filler species. 3. The physical properties of non-crystalline rubbers, such as SBR, NBR & EPDM, compared with NR & CR, have been considerably changed according to crystalline phase, particle size, shape and surface structure of fillers. Especially, tensile strength value in case of SBR & EPDM, was differentiated about 1.5 times by the particle size of fillers. 4. In SBR, physical properties of rubber compounded with Kaolinite which was surface treated with fatty acid and silane, almost approach to the value of hard clay. 5. Delayed cure time of Kaolinite and decrease of rubber properties by $CaCO_3$ can be improved by blending kaolinite & $CaCO_3$ in the ratio of 2:1.