In this study, we investigated the necessity of encapsulation layer to maximize flexibility of brittle indium-tin-oxide (ITO) on polymer substrates. And, Young's modulus (E) of encapsulation layer han a significant effect on external bending stress and the coefficient of thermal expansion (CTE) of that han a significant effect on internal thermal stress. To compare the magnitude of total mechanical stress including both bending stress and thermal stress, the mechanical stress of triple-layer structure (substrate / ITO / encapsulation layer or substrate / buffer layer / ITO) can be quantified and numerically analyzed through the farthest cracked island position. As a result, it should be noted that multi-layer structures with more elastic encapsulation material have small mechanical stress compared to that of buffer and encapsulation structure of large Young's modulus material when they were externally bent.
Electro-active polymers and dielectric elastomers have many intriguing properties that enable smart interfaces and electrically tunable optical systems, such as haptic feedback devices, artificial muscles, and expansion-tunable optical elements. These device classes are of great interest owing to their promising roles in next-generation technologies including virtual or augmented reality, human sensing and muscular enhancement, and artificial skins. In this report, we review basic principles, current state-of-the-art techniques, and future prospects of electro-active and dielectric elastomer technology. We describe chemical and physical properties of the most promising polymer substances, essential elementary architectures for artificial muscle-like functionalities, and their applications to haptic interfaces, muscular enhancement, and focus-tunable optical elements.
Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.
일반 PAN 섬유를 $240^{\circ}C$에서 산화시킨 후 1 N NaOH 수용액에서 가수분해시켜 oxidized-PAN 섬유 (oxy-PAN)를 제조하였다. 산과 염기용액에서의 oxy-PAN 섬유의 구조를 $^{13}C-NMR$ 분광분석법을 이용하여 분석하였다. 가수분해에 의하여 -COOH 기를 포함하는 oxy-PAN 섬유는 산과 염기 수용액에서 수축 및 팽창 거동을 하였는데, 염기성 수용액에서는 반대전하로 작용하는 $Na^+$이온이 물 분자와 함께 섬유 내부로 침투하면서 팽창하였으며, 산성 수용액에서는 $Na^+$이온이 물 분자와 함께 섬유 기부로 축출되면서 수축하였다. 친수성의 섬유내부로 산/염기 작용기가 자유롭게 침투하여 oxy-PA기 섬유의 화학적인 구조는 쉽게 변화된다는 것을 확인하였으며, 모폴로지도 pH에 의하여 영향을 받는다는 것을 관찰하였다.
Calcium hydroxide (CH) reacts with CO2 to produce moisture, and sodium carbonate (SC) reacts with CO2 in the presence of moisture. Using these different characteristics of these two reactants, a CH/SC mixture of CO2 absorber tuned for kimchi ripening to produce CO2 in a flexible package was selected. A ratio of CH:SC (1:2) in highly gas permeable microporous spunbonded film (Tyvek) sachet was found to be appropriate for delayed and consistent CO2 absorption useful for kimchi package. Addition of superabsorbent polymer (SAP) as moisture buffer was helpful for boosting the consistency of CO2 absorption. In a package of 0.5 kg kimchi at 10℃, the sachet consisting of 0.794 g of CH + 2.276 g of SC + 0.4 g of SAP suppressed its volume expansion and maintained a suitable range of CO2 partial pressure (PCO2) steadily inside. These optimal conditions may vary depending on the type and salinity of kimchi, storage and distribution temperature, and the material and area of the absorber sachet. This study showed a potential of mixture CO2 absorber to be tuned for CO2 producing packaged kimchi for the purpose of keeping consistent PCO2 at tolerable volume expansion.
Cho, Donghwan;Choi, Yusong;Park, Jong Kyoo;Lee, Jinyong;Yoon, Byung Il;Lim, Yun Soo
Fibers and Polymers
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제5권1호
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pp.31-38
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2004
In the present paper, a variety of fiber reinforcements, for instance, stabilized OXI-PAN fibers, quasi-carbon fibers, commercial carbon fibers, and their woven fabric forms, have been utilized to fabricate pseudo-unidirectional (pseudo-UD) and 2-directional (2D) phenolic matrix composites using a compression molding method. Prior to fabricating quasi-carbon fiber/phenolic (QC/P) composites, stabilized OXI-PAN fibers and fabrics were heat-treated under low temperature carbonization processes to prepare quasi-carbon fibers and fabrics. The thermal conductivity and thermal expansion/contraction behavior of QC/P composites have been investigated and compared with those of carbon fiber/phenolic (C/P) and stabilized fiber/phenolic composites. Also, the chemical compositions of the fibers used have been characterized. The results suggest that use of proper quasi-carbonization process may control effectively not only the chemical compositions of resulting quasi-carbon fibers but also the thermal conductivity and thermal expansion behavior of quasi-carbon fibers/phenolic composites in the intermediate range between stabilized PAN fiber- and carbon fiber-reinforced phenolic composites.
Volume shrinkage behavior accompanying the cure of resin formulations might be a critical factor when assembly processes using polymer materials are considered. In this study, cure shrinkage behavior with respect to resin formulation type and heating method was measured on sandwich structure samples by a thermomechanical analyzer (TMA). Quartz, used as a cover material for the sandwich structure, indicated the coefficient of thermal expansion close to $0ppm/^{\circ}C$. When a dynamic heating mode was conducted, a squeeze-out region and a cross-linking region for each resin formulation could be separated clearly with overlapping differential scanning calorimeter results on the TMA results. In addition, a cure shrinkage dominant region and a thermal expansion dominant region in the cross-linking region were distinguished. Consequently, the degree of cure at the initiation of the thermal expansion dominant region was successfully measured. Measurement of all resin formulations indicated the thermal expansion behavior exceeded cure shrinkage before full cure.
최근에 환경문제가 대두됨에 따라 재활용을 이용한 건설재료의 개발 또한 관심이 대두되고 있다. 특히, 대부분 매립을 하여 처리하는 폐수지의 경우에는 심각한 환경문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 안전한 건설자원을 확보하고 환경을 보호하는 차원에서 재활용 PET 수지를 이용한 폴리머 콘크리트를 활용하였다. 폴리머 콘크리트의 많은 장점에도 불구하고, 높은 경화수축량과 열에 대한 민감성은 폴리머 콘크리트의 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 재활용 PET 수지를 이용한 폴리머 콘크리트의 기본적인 물성치이자 결점인 경화 수축과 그로 인한 길이 변화, 온도팽창계수, 압축강도를 측정하고, 그러한 결점을 보완하고자 Mont.를 특별한 결합재 없이 첨가제로만 사용하여 그 적용 가능성을 알아보고자 하였다. 그 결과, PET 재활용 폴리머 콘크리트는 일반적인 폴리머 콘크리트와 여러가지 물성치에서 비슷한 경향을 보였으나, 중합반응이 일어나는 시간이 상대적으로 긴 것으로 나타났다. 또한, 본 연구를 통하여 Mont.가 경화수축과 길이 변화 그리고 온도팽창 계수, 강도 등의 물성치에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 첨가제로써의 사용성이 있는 것임이 확인되었다.
Zirconia-alumina 고분자 전구체가 유기물-무기물 용액 방법으로 zirconium acetylacetonate (ZA), aluminium nitrate (AN), polyethylene glycol (PEG), 그리고 에탄올을 이용하여 제조되었다. 고분자 전구체의 열적 특성 및 점도를 시차주사열용량분석기(DSC), 열중량분석기(TGA), 그리고 동적유변측정기를 이용하여 측정하였다. 부피 팽창을 동반하는 강렬한 발열반응이 $140^{\circ}C$에서 일어났다. 고분자 전구체의 부피팽창은 금속물질중에 유기물의 분해반응과 금속양이온과 PEG 사이의 반응에 의한 것이다. 이들 분해반응과 금속양이온과 PEG 사이의 반응에 대한 여부를 적외선분광기(FT-IR)와 $^{13}C$ solid-NMR 결과로부터 확인하였다. 고분자 전구체의 온도가 증가함에 따라 N-O, O-H, 그리고 C=C에서의 피이크 강도가 감소하였다. 이 결과는 강렬한 발열반응시 금속 물질의 분해반응과 PEG와 금속양이온의 반응이 일어났음을 나타내는 것이다. 다공성 파우더는 $800^{\circ}C$에서 2 h 동안 소결과정을 거쳐 결정성 $ZrO_2-Al_2O_3$ 복합체가 되었다.
Kim, Dae-Sik;Kong, Jin-Woo;Park, Joung-Man;Kim, Minyoung;Kim, Wonho;Ahn, Byung-Hyun;Park, Jin-Ho
한국복합재료학회:학술대회논문집
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한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
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pp.212-215
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2002
Interfacial evaluation and damage sensing of the carbon fiber/epoxy-amine terminated (AT)-polyetherimide (PEI) composites were performed using micromechanical test and electrical resistance measurement. As AT-PEI content increased, the fracture toughness of epoxy-AT-PEI matrix increased, and thus their interfacial shear strength (IFSS) was improved due to the improved toughness. After curing process, the changes in electrical resistance (ΔR) with increasing AT-PEI contents increased gradually because of the changes in thermal expansion coefficient (TEC) and thermal shrinkage of matrix. Matrix fracture toughness was correlated to the IFSS, residual stress and electrical resistance. The results obtained from the electrical resistance measurement during curing process, reversible stress/strain, and durability test were consistent with modified matrix toughness properties.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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