• 제목/요약/키워드: hybrid green composites

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염기 처리 대마 섬유로 강화된 셀룰로오스 충전 에폭시 하이브리드 복합재의 기계적 물성 (Mechanical Properties of Cellulose-filled Epoxy Hybrid Composites Reinforced with Alkali-treated Hemp Fiber)

  • Anand, P.;Anbumalar, V.
    • 폴리머
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    • 제39권1호
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    • pp.46-55
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    • 2015
  • There is a limit for deforestation in order to keep the environmental cycle undisturbed. The heart of the paper is to replace the wood to a maximum extent to obtain a sustainable environment. This research aims at new natural composites in which treated hemp fiber used as reinforcement, synthetic cellulose used as particulate to improve the adhesion between matrix - fiber interface and Epoxy LY556 acted as matrix fabricated by hand layup technique. The density, water absorption, tensile properties, impact strength, hardness, flexural properties and compressive properties have been evaluated under ASTM standards and compare the results with existing materials such as wood, aluminium, etc., The composite hemp fiber reinforced polymer (HFRP) could be exploited as an effective replacement for wood and it would be suitable for automotive applications by comparing results.

Novel green composite material manufactured by extrusion process from recycled polypropylene matrix reinforced with eucalyptus fibres and granite powder

  • Romulo Maziero;Washington M. Cavalcanti;Bruno D. Castro;Claudia V. Campo, Rubio;Luciano M.G. Vieira;Tulio H. Panzera;Juan C. Campos Rubio
    • Advances in materials Research
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    • 제12권2호
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    • pp.119-131
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    • 2023
  • The development of sustainable composites materials, from recycled polymeric materials and waste from the wood industry and stone processing, allows reducing the volume of these by-products, minimizing impacts on health and the environment. Nowadays, Polypropylene (PP) is the most recycled polymer in industry, while the furniture industry has increasingly used timber felled from sustainable forest plantations as a eucalypt. The powder tailing from the ornamental stone extraction and processing industry is commonly disposed of in the environment without previous treatment. Thus, the technological option for the development of composite materials presents itself as a sustainable alternative for processing and manufacturing industries, enabling the development of new materials with special technical features. The results showed that powder granite particles may be incorporated into the polypropylene matrix associated with short eucalyptus fibres forming green hybrid composites with potential application in structural engineering, such as transport and civil construction industries.

Behaviour of FRP composite columns: Review and analysis of the section forms

  • Rong, Chong;Shi, Qingxuan;Zhao, Hongchao
    • Advances in concrete construction
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    • 제9권2호
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    • pp.125-137
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    • 2020
  • As confining materials for concrete, steel and fibre-reinforced polymer (FRP) composites have important applications in both the seismic retrofit of existing reinforced concrete columns and in the new construction of composite structures. We present a comprehensive review of the axial stress-strain behaviour of the FRP-confined concrete column. Next, the mechanical performance of the hybrid FRP-confined concrete-steel composite columns are comprehensively reviewed. Furthermore, the results of FRP-confined concrete column experiments and FRP-confined circular concrete-filled steel tube experiments are presented to study the interaction relationship between various material sections. Finally, the combinations of material sections are discussed. Based on these observations, recommendations regarding future research directions for composite columns are also outlined.

Intelligent prediction of engineered cementitious composites with limestone calcined clay cement (LC3-ECC) compressive strength based on novel machine learning techniques

  • Enming Li;Ning Zhang;Bin Xi;Vivian WY Tam;Jiajia Wang;Jian Zhou
    • Computers and Concrete
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    • 제32권6호
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    • pp.577-594
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    • 2023
  • Engineered cementitious composites with calcined clay limestone cement (LC3-ECC) as a kind of green, low-carbon and high toughness concrete, has recently received significant investigation. However, the complicated relationship between potential influential factors and LC3-ECC compressive strength makes the prediction of LC3-ECC compressive strength difficult. Regarding this, the machine learning-based prediction models for the compressive strength of LC3-ECC concrete is firstly proposed and developed. Models combine three novel meta-heuristic algorithms (golden jackal optimization algorithm, butterfly optimization algorithm and whale optimization algorithm) with support vector regression (SVR) to improve the accuracy of prediction. A new dataset about LC3-ECC compressive strength was integrated based on 156 data from previous studies and used to develop the SVR-based models. Thirteen potential factors affecting the compressive strength of LC3-ECC were comprehensively considered in the model. The results show all hybrid SVR prediction models can reach the Coefficient of determination (R2) above 0.95 for the testing set and 0.97 for the training set. Radar and Taylor plots also show better overall prediction performance of the hybrid SVR models than several traditional machine learning techniques, which confirms the superiority of the three proposed methods. The successful development of this predictive model can provide scientific guidance for LC3-ECC materials and further apply to such low-carbon, sustainable cement-based materials.

In situ 미니에멀젼중합에 의한 실리카/폴리스타이렌 복합체 나노입자의 합성과 특성 (Synthesis and Characterization of Silica/Polystyrene Composite Nanoparticles by in situ Miniemulsion Polymerization)

  • ;;송미향;윤주영;김진환;김태호
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권1호
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    • pp.34-40
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    • 2009
  • In situ 미니에멀젼 중합으로 실리카/폴리스타이렌 하이브리드 나노복합체를 만들기 위하여 9-데세노 산을 실리카 표면 개질제로 처음 도입하였다. 복합체는 나노크기의 잘 분산된 실리카를 함유하고 있었다. 실리카의 표면 개질 및 폴리스타이렌의 합성 등은 FTIR로 확인하였고 생성 라텍스 중에 존재하는 실리카의 양은 TGA 분석으로 확인하였다. 생성된 하이브리드는 실리카의 양 증가에 따라 유리전이온도가 상승하였다. SEM과 TEM으로 확인한 결과 하이브리드 복합체는 평균 직경이 55 nm 정도로 나타났다. 복합체내의 실리카의 존재는 EDS와 연결된 TEM 등으로 확인되었다.

산화 아연 나노 입자로 도포된 마이카의 합성 및 특성 규명 (Synthesis and Characterization of Mica Coated with Zinc Oxide Nanoparticles)

  • 길현석;김용호;박민영;이석우
    • 공업화학
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    • 제23권3호
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    • pp.271-278
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    • 2012
  • 본 연구에서는 마이카와 산화 아연을 이용하여 복합 재료를 제조하고, 이를 자외선 차단 크림에 응용하는 연구를 수행하였다. 먼저 마이카와 산화 아연을 각각 3-aminopropyltrimethoxysilane (APTMS)으로 처리하여 표면에 아민기를 생성시켰다. 아민기가 붙은 마이카를 1,4-phenylenediisothiocyanate (PDC)와 반응시켜 표면에 -N=C=S 작용기를 활성화시킨 후, 아민기가 붙어있는 산화 아연과 결합시켜 산화 아연으로 덮인 마이카 복합 재료를 합성하였다. 원소 분석, EDS 분석, 열 중량 분석, SEM 이미지 분석, 형광 이미지 분석, 제타 전위 측정, X-선 회절 분석, DRS UV/Vis 분석을 통하여 고체 생성물의 특성을 규명하였다. 최종적으로 표준 프로토콜로 제조된 자외선 차단 크림의 파장에 따른 투과도를 280~400 nm 범위에서 측정하여 자외선 차단 효과를 확인하였다.

CFRP/금속간 접합력 강화를 위한 접합공정 연구 (A Study on Bonding Process for Improvement of Adhesion Properties Between CFRP-Metal Dual Materials)

  • 권동준;박성민;박종만;권일준
    • Composites Research
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    • 제30권6호
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    • pp.416-421
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    • 2017
  • CFRP와 금속간의 접합공정이 개선된 구조용 접착제가 제조되었다. 구조용 접착제에 대한 경화시간, 기지재료의 표면상태 그리고 접착제의 양에 따른 최적의 접합공정 조건을 랩쉐어 실험을 통하여 파악하였다. 적합한 접합조건을 확인하기 위해 이종재료간의 접합 파단면 상태를 반사현미경을 이용하여 평가하였다. 이종재료간 접합력 향상을 위해 접착제의 개선뿐만 아니라 CFRP의 표면처리 또한 중요하였다. 구조용 접착제의 경우 180도 조건에 20분의 경화온도 조건이 최적이였으며, CFRP의 표면 처리에 따라 접합특성이 향상됨을 확인하였다. 이종재료 간 접합을 위해 구조용 접착제의 양은 $1.5{\times}10^{-3}g/mm^2$ 조건일 때 최적이었다. 접합공정의 개선 및 최적화를 통해 기존의 접착력 대비 10% 이상의 물성 강화를 나타냄을 확인하였다.

발포제에 따른 산무수물계 에폭시 폼의 압축강도 및 포밍특성 분석 (Investigation of Compressive Strength and Foaming Characteristics of Acid Anhydride Epoxy Foam by Foaming Agent)

  • 권동준;김종현;박성민;권일준;박종만
    • Composites Research
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    • 제31권4호
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    • pp.133-138
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    • 2018
  • 구조용 폼의 용도는 난연, 단열 기능이외에 구조적인 목적으로 공극부위를 충진시키는 용도로 사용되고 있다. 경량 소재 개발을 위해 CFRP와 구조용 폼이 이용되고 있으며, PUR, PIR, PVC, PET와 같은 대표적인 폼이 존재한다. 본 연구에서는 구조용 폼의 특성 중 강도 강화를 위한 목적으로 에폭시 폼을 개발하고자 하였다. 에폭시 조성 중 산무수물계 경화제는 기존의 폴리올과 반응을 하기 때문에 산무수물계 에폭시 수지에 발포제를 이용할 경우 폼이 형성되는지, 형성된다면, 압축특성과 포밍 형태를 관하는 연구를 진행하였다. 에폭시 폼을 형성시키기 위한 발포제의 종류에 따른 영향 및 발포재의 농도에 따라 변화되는 폼밍의 결과 차이를 분석하였으며, 산무수물계 수지의 조성차이에 따른 폼의 압축강도를 평가하였다. 궁극적으로 에폭시 폼을 최적의 발포제 선정으로 구조적 강도가 높은 폼을 형성시킬 수 있음을 확인하였으며, 기존의 구조용 폼 소재에 비해 높은 압축강도 및 비압축 강도를 가짐을 확인하였다.

Novel Bi2S3/TiO2 Heterogeneous Catalyst: Photocatalytic Mechanism for Decolorization of Texbrite Dye and Evaluation of Oxygen Species

  • Zhu, Lei;Oh, Won-Chun
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.56-62
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    • 2016
  • A heterogeneous $Bi_2S_3/TiO_2$ composite catalyst was synthesized via a green ultrasonic-assisted method and characterized by XRD, SEM, EDX, TEM analysis. The results clearly show that the $TiO_2$ particles were homogenously coated with $Bi_2S_3$ particles, indicating that $Bi_2S_3$ particle agglomeration was effectively inhibited after the introduction of anatase $TiO_2$. The Texbrite BA-L (TBA) degradation rate constant for $Bi_2S_3/TiO_2$ composites reached $8.27{\times}10^{-3}min^{-1}$ under visible light, much higher than the corresponding value of $1.04{\times}10^{-3}min^{-1}$ for $TiO_2$. The quantities of generated hydroxyl radicals can be analyzed by DPCI degradation, which shows that under visible light irradiation, more electron-hole pairs can be generated. Finally, the possible mechanism for the generation of reactive oxygen species under visible-light irradiation was proposed as well. Our result shows the significant potential of $Bi_2S_3$-semiconductor-based $TiO_2$ hybrid materials as catalysts under visible light for the degradation of industry dye effluent substances.