• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권2호
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• pp.155-163
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• 2009

This study examined the thermal stability of PLA-WF bio-composites. Wood flour (WF)-filled PLA bio-composites were reinforced with the flame retardants, Melamine pyrophosphate (MPP), resorcinol bis (diphenyl phosphate) (RDP) and zinc borate (ZB). The flame retardant was compounded with PLA and natural biodegradable filler. The thermal properties of the biodegradable polymer and bio-composites reinforced with the flame retardant were measured and analyzed by DSC, DMA and TGA. The results showed that the flame retardant-reinforced biodegradable bio-composite exhibited improved thermal properties.

• 한국재료학회지
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• 제30권10호
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• pp.522-532
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• 2020

Conductive polymer composites with high electrical and mechanical properties are in demand for bipolar plates of phosphoric acid fuel cells (PAFC). In this study, composites based on natural graphite/fluorinated ethylene propylene (FEP) and different ratios of carbon black are mixed and hot formed into bars. The overall content of natural graphite is replaced by carbon black (0.2 wt% to 3.0 wt%). It is found that the addition of carbon black reduces electrical resistivity and density. The density of composite materials added with carbon black 3.0 wt% is 2.168 g/㎤, which is 0.017 g/㎤ less than that of non-additive composites. In-plane electrical resistivity is 7.68 μΩm and through-plane electrical resistivity is 27.66 μΩm. Compared with non-additive composites, in-plane electrical resistivity decreases by 95.7 % and through-plane decreases by 95.9 %. Also, the bending strength is about 30 % improved when carbon black is added at 2.0 wt% compared to non-additive cases. The decrease of electrical resistivity of composites is estimated to stem from the carbon black, which is a conductive material located between melted FEP and acts a path for electrons; the increasing mechanical properties are estimated to result from carbon black filling up pores in the composites.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.310-319
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• 2009

대표적인 친환경 소재인 바이오복합재(bio-composite)의 제조를 위해 기질 고분자로는 생분해성 고분자인 polybutylene succinate (PBS)를 그리고 충전제(filler)로는 대나무 분말(bamboo flour, BF)을 사용하였다. 본 연구에서는 BF의 함량 및 입자 크기가 바이오복합재의 기계적 점탄성적 특성 및 열적 특성에 미치는 영향을 평가하였는데 천연충전제인 BF의 첨가에 따라 인장강도는 감소하였지만 점탄성적 및 열적 특성은 고분자와의 상호작용을 통해 보다 안정적인 결과를 보였다. 또한, 소수성을 나타내는 PBS와 친수성인 BF 사이의 낮은 계면 결합이 바이오복합재의 물성 저하에 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.408-414
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• 2020

샌드위치 구조는 우수한 강도와 경량성을 동시에 만족하는 구조물로써 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 스킨은 주로 고강도의 섬유가, 코어는 경량화에 유리한 허니콤 구조 및 발사(balsa) 나무가 주로 사용되고 있으나, 내부의 공기층 및 난연처리의 어려움으로 인하여 화재에 취약하는 것이 단점이다. 본 연구에서는 대나무 섬유의 난연처리 연구를 통하여 친환경적인 소재를 이용한 난연처리 조건을 제시하였다. 또한 대나무 섬유를 이용하여 천연섬유 샌드위치 복합재료를 제조하고 기계적 특성평가를 수행하였다. 난연성이 향상된 천연섬유를 이용하여 샌드위치 구조의 복합재료를 제조한다면 새로운 유형의 복합재료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 접착 및 계면
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• 제9권3호
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• pp.34-42
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• 2008

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.729-736
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• 2022

Earth is facing a serious problem of pollution and scarcity of energy sources. The synthetic fibers used in automobile and Aerospace manufacturing sectors are non-renewable and harmful to environment. International Agency such as FAA and SAE is forcing for green fuel, green materials and structures. Further exploration is much needed to understand its potential in structural applications. In the current study, hemp and Jute fibre based composites were developed and tested for assessing their suitability for possible applications in automobile and aerospace sectors. Composites were undergone tensile test, water absorption test, and fatigue analysis to understand its behavior under various loading conditions. The finite element analysis has been carried out to understand the fatigue behaviour of composites. The results revealed that the usage of hemp and jute fibre reinforced composites can improve mechanical properties and have shown a viable alternative to replace synthetic fibres such as glass fibres for specific applications. Hemp reinforced bio-composites have shown better performance as compared to Jute reinforced bio-composites while water resistance characteristics for hemp is poorer to jute fibres.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.251-260
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• 2011

본 연구는 천연마섬유보강 시멘트 경화체와 폴리올레핀계 매크로섬유의 부착강도, 계면인성, 미세구조 분석을 포함한 부착 특성에 미치는 천연마섬유의 효과를 제시하였다. 다양한 조건에서의 폴리올레핀계 매크로섬유 인발시험의 실험적 결과를 보고하였다. 천연마섬유의 혼입률은 0.1%에서 0.2%까지를 배합설계에 적용하였다. 부착시험은 천연마섬유보강 시멘트 경화체에서 폴리올레핀계 매크로섬유의 부착특성을 측정하기 위하여 실시하였다. 시험결과 천연마섬유의 혼입은 폴리올레핀계 매크로섬유와 시멘트 경화체의 계면강화에 효과적이었다. 폴리올레핀계 매크로섬유와 천연마섬유보강 시멘트 경화체의 부착강도 및 계면인성은 섬유의 혼입률이 증가할수록 증가하였다. 미세구조분석은 섬유의 인발시험결과로부터 획득한 부착 메커니즘을 확인할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제19권2호
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• pp.60-67
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• 2018

본 연구에서는 친환경 천연섬유인 케나프의 표면을 Chemlok 402를 함유하고 있는 접착용액으로 전처리하였을 경우, 케나프/천연고무 복합재료의 경화거동, 경도, 인장특성 그리고 마모특성에 미치는 섬유 표면처리 유 무, 섬유함량 및 섬유길이의 영향을 조사하였다. 복합재료를 구성하는 케나프섬유 함량은 평균 케나프섬유의 길이가 약 2 mm로 일정한 상태에서 각각 0, 5, 10, 15, 20 phr로 달리하였다. 또한 섬유함량이 5 phr로 고정된 상태에서 평균 섬유길이는 각각 2 mm, 35 mm, 70 mm로 달리하여 각 특성을 비교하였다. 천연고무 복합재료의 경화거동을 나타내는 Tmax 값과 tc90 값, Shore A 경도, 인장탄성률 그리고 마모저항성은 케나프섬유 함량과 길이에 크게 의존하였다. 이러한 특성들은 케나프섬유의 표면을 접착용액으로 전처리한 경우가 처리하지 않은 경우보다 더 우수한 특성을 나타냈다. 이러한 현상은 전처리된 케나프섬유와 고무매트릭스 사이의 계면접착 상태가 개선되었기 때문이다. 본 연구결과는 천연섬유강화 복합재료의 물성을 향상시키기 위해 접착용액의 적절한 사용이 가능하다는 것을 제시하여 준다.

• 접착 및 계면
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• 제9권2호
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• pp.16-23
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• 2008

본 연구에서는 산업현장에서 직물 제직 시 스크랩으로 버려지는 폐양모와 범용 열가소성수지인 폴리프로필렌(PP)으로 구성된 새로운 폐양모/PP NFRPs (Natural Fiber Reinforced Polymer Composites: 천연섬유강화 고분자복합재료)를 압축성형 방법으로 제조한 후 그들의 기계적, 열적 특성을 분석하였다. PP수지의 기계적 특성은 폐양모의 도입으로 두드러지게 향상되었다. 특히 폐양모의 함량을 50 vol%로 하여 NFRP를 제조하였을 때, PP 대비 NFRP의 굴곡강도는 약 20%, 굴곡탄성률은 약 143%까지 향상되었으며, 인장강도는 약 76%, 인장탄성률은 약 90% 크게 향상되었다. 그리고 열변형온도(HDT)는 최고 $138^{\circ}C$로 PP 대비 약 $21^{\circ}C$가 증가되는 결과를 보여주었다. 연구결과는 열가소성 매트릭스 수지의 보강소재로서 폐양모의 적용 가능성을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.213-219
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• 2020

최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제가 이슈화되면서 친환경 소재에 대한 관심이 점점 증가하고 있으며, 이에 따라 천연섬유를 활용한 복합재의 연구가 지속적으로 이루어지고 있지만 친환경 복합재의 강도나 계면 접착력에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 복합재료의 강도나 계면 접착력을 향상시키는 방법들 중 한 가지 방법은 나노 입자를 첨가하여 기계적 물성을 향상시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 고가의 나노소재를 대체할 수 있는 친환경적이면서 경제적인 천연섬유를 해초로부터 추출하여 첨가제를 제조하고, 복합재료의 제조 및 기계적 특성평가를 수행하였다. 시험결과 제조한 첨가제가 복합재료의 인장, 굽힘, 충격 등의 물성 향상에 효과가 있을 뿐만 아니라 친환경성과 경제성도 가지고 있어 후속연구를 통해 다양한 분야에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.