• 폴리머
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• 제36권5호
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• pp.612-616
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• 2012

본 연구는 표면처리에 따른 탄소나노튜브의 표면특성변화가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 물성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성은 산-염기도 측정, FTIR, 그리고 XPS를 통하여 알아보았다. 복합재료의 기계적 계면특성은 층간전단강도(interlaminar shear strength; ILSS)와 임계응력세기인자(critical stress intensity factor; $K_{IC}$)를 통하여 고찰하였다. 실험결과 산-염기 상호반응에 의한 각각의 표면처리된 탄소나노튜브의 표면특성의 변화를 가져오며, 산처리한 MWNTs/탄소섬유/에폭시 복합재료의 경우 미처리 MWNTs, 염기 처리 MWNTs와 비교하여 우수한 기계적 물성을 보였다. 이는 산성을 가지는 MWNTs와 염기성의 에폭시 수지가 산-염기 및 수소결합에 의한 계면 결합력의 향상 때문이라 판단된다.

• 한국의류학회지
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• 제34권11호
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• pp.1767-1778
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• 2010

This study investigates applying $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticles to polypropylene nonwoven fabrics via electrospinning for the development of UV-protective materials. To fabricate uniform nanocomposite fibers, three types of $TiO_2$ nanoparticles were applied: powder, colloid, and $TiO_2$ coated polymer pellets. $TiO_2$/polyurethane (PU) and $TiO_2$/poly(vinyl alcohol) (PVA) nanocomposite fibers were electrospun and the morphology was examined using a field-emission scanning electron microscope and a transmission electron microscope. Layered fabric systems with electrospun $TiO_2$ nanocomposite fiber webs were developed at various concentrations of $TiO_2$ in a range of the web area density. The effects of $TiO_2$ concentration and web area density on UV-protective properties were examined. When $TiO_2$ colloid was added into a PVA polymer solution, uniform nanocomposite fiber webs in which $TiO_2$ particles were evenly dispersed were produced. Water-soluble PVA nanofiber webs were given a heat treatment to stabilize the electrospun PVA fibrous structure against dissolution in water. $TiO_2$/PVA nanoeomposite fiber webs with 2wt% $TiO_2$ and 3.0g/$m^2$ web area density exhibited an ultraviolet protection factor of greater than 50, indicating excellent UV protection.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.556-563
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• 2000

일반적으로 열가소성 복합재료는 섬유와 기지재료간의 결합력이 약하다는 단점을 가지고 있어 개발의 한계를 가져왔으나 점차적으로 수지의 개발, 공정의 개선, 계면상의 도입으로 지속적인 물성 향상을 이루고 있다. 특히 계면상의 도입은 외부에서 받은 충격을 잘 흡수할 뿐만 아니라 기지재료와 섬유와의 결합력을 높여 준다. 본 연구에서는 탄소섬유의 전기전도성을 이용하여 전착(electrodeposition)에 의해 탄소섬유와 수지 사이에 계면상을 도입하였으며 계면상 물질과 폴리프로필렌 수지와의 약한 결합력을 개선하기 위해 modified polypropylene을 수지에 첨가하였다. 대표적인 열가소성 수지인 폴리프로필렌을 기지재료로 사용하여 복합재료를 제조하여 층간전단강도, 충격강도 등의 기계적 물성을 평가한 결과, 전착을 통한 계면상을 도입하였을 경우가 물성이 우수함을 확인할 수 있었다. 전착 공정에서는 anhydride 또는 free acid group을 가진 반응성 고분자를 사용하여 수용액상에서 전하 운반체 역할을 수행할 수 있게 하였고 고분자의 종류를 달리하여 계면상 물질의 변화에 따른 복합재료의 물성 차이를 평가하였다. 또한 함침 용액의 농도, 전류밀도 및 전착시간을 변화시키면서 탄소섬유에의 전착수율을 평가하였다.

• 접착 및 계면
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• 제10권1호
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• pp.23-29
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• 2009

두 종류의 천연섬유, 즉 면섬유와 목분을 이용하여 제조한 폴리프로필렌 - 천연섬유 복합재료의 혼합가공시 유변학적 특성과 열적특성에 미치는 상용화제의 영향을 고찰하였다. 상용화제로는 무수말레인산이 그래프팅된 폴리프로필렌 공중합체를 사용하였다. 천연섬유의 종류에 관계없이 상용화제를 첨가할 때, 전반적으로 상용화제의 함량이 증가함에 따라 토오크 값이 상승함이 확인되었다. 또한, 시차 주사 열량계(DSC)와 X선 회절분석(XRD)을 통해 상용화제의 첨가시 복합재료의 결정화도가 약간 상승함이 확인되었다. 섬유의 종류에 따른 영향은 거의 관찰되지 않았으나, 혼합시 유변학적 물성, DSC 및 XRD 결과에 의하면, 면섬유의 경우가 목분보다는 PP-g-MAH와 더 나은 상호작용을 보이는 것으로 생각된다.

• 한국재료학회지
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• 제20권7호
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• pp.392-400
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• 2010

The electrospinning process was established as a promising method to fabricate nano and micro-textured scaffolds for tissue engineering applications. A BCP-loaded PCL micro-textured scaffold thus can be a viable option. The biocompatibility as well as the mechanical properties of such scaffold materials should be optimized for this purpose. In this study, a composite scaffold of poly ($\varepsilon$-caprolactone) (PCL)-biphase calcium phosphate (BCP) was successfully fabricated by electrospinning. EDS and XRD data show successful loading of BCP nano particles in the PCL fibers. Morphological characterization of fibers shows that with a higher loaded BCP content the fiber surface was rougher and the diameter was approximately 1 to 7 ${\mu}m$. Tensile modulus and ultimate tensile stress reached their highest values in the PCL- 10 wt% BCP composite. When content of nano ceramic particles was low, they were dispersed in the fibers as reinforcements for the polymer matrix. However, at a high content of ceramic particles, the particles tend to agglomerate and lead to decreasing tensile modulus and ultimate stress of the PCL-BCP composite mats. Therefore, the use of nano BCP content for distribution in fiber polymer using BCP for reinforcement is limited. Tensile strain decreased with increasing content of BCP loading. From in vitro study using MG-63 osteoblast cells and L-929 fibroblast like cells, it was confirmed that electrospun PCL-BCP composite mats were biocompatible and that spreading behavior was good. As BCP content increased, the area of cell spreading on the surface of the mats also increased. Cells showed the best adherence on the surface of composite mats at 50 wt% BCP for both L-929 fibroblast-like cells and MG-63 osteoblast cell. PCL- BCP composites are a promising material for application in bone scaffolds.

• 폴리머
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• 제31권6호
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• pp.479-484
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• 2007

본 연구는 점착제 분사방식으로 고성능 hybrid ion exchange fiber(HIEF)를 제조하고 이들의 암모니아 흡착성능 및 기본물성을 측정하였다. HIEF의 이온교환용량은 수지 부착량이 증가함에 따라 증가하였으며 단일 수지와 이온교환섬유의 이온교환용량보다 크게 나타났다. 또한 암모니아의 제거율은 HIEF의 충전밀도가 증가할수록 증가하였으며 흡착 파과시간은 270분으로 섬유나 수지에 비해 길게 나타났고 최대 암모니아 흡착량은 94%이었다. 또한 암모니아 흡착 파과시간은 유량 및 농도가 증가함에 따라 빠르게 진행되었다. 암모니아 반응속도 상수(k)는 유입되는 가스농도의 증가에 따라 증가하였으며, 질량이 증가할수록 감소하였으며 가스 유속이 증가할수록 반응속도 상수(k)가 증가하였다.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.420-428
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• 2009

In this study, the composites containing carbon black (CB) or carbon fibers were prepared, and the microwave absorbing properties and the absorption mechanism of them were investigated and discussed in the frequency range of 2-18 GHz, respectively. The optimum mass fraction of CB has been found as 6%, and the carbon fibers were discovered to absorb radar wave either under parallel or vertical polarization, the suitable gap distance between each bundle of which was 5 mm. According to the results of the single constitute absorber samples, the structured composites with the two kinds of absorbers combination were fabricated and studied at 2-18 GHz. The top layer absorbers affect the absorption performance a lot; the maximum reflection loss of composites with CB as top layer absorbers was -31.8 dB with the frequency range of 2.4 GHz below -10 dB, and the other type with CFs as the top layer absorbers obtained the reflection loss peak value of -31.4 dB with 2 GHz below-10 dB.

• 폴리머
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• 제25권2호
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• pp.218-225
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• 2001

복합재료의 기계적 계면 특성을 향상시키기 위하여 탄소섬유에 무전해 니켈도금 표면처리를 하였으며, 표면처리된 PAN계 탄소섬유를 에폭시수지에 함침시켜 프리프레그법으로 일방향 탄소섬유/에폭시수지 복합재료를 제조하였다. 본 연구에서는 무전해 니켈도금으로 유기된 취성-연성 전이 특성을 가지는 Ni-P 합금의 양에 따른 복합재료의 층간전단강도(ILSS)와 충격강도의 차이를 조사하였다. 또한, 탄소섬유 표면 특성의 변화를 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)로 측정하였다. 그 결과, 무전해 니켈도금된 탄소섬유 표면의 $O_{ls}$ /$C_{ls}$ 비 또는 니켈 (Ni)과 인 (P)이 증가되었으나 ILSS의 향상에는 큰 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 그러나, 무전해 니켈도금으로 탄소섬유 표면에 도입된 Ni-P 합금은 복합재료의 연성에 따른 충격강도를 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제9권4호
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• pp.1-11
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• 2008

본 연구에서는 바이오복합재료 성형 전에 침지방법과 초음파방법을 이용하여 수산화나트륨 용액으로 kenaf 섬유를 처리하였다. Kenaf/poly(lactic acid)의 kenaf-PLA 계면접착력과 기계적, 열적 특성에 미치는 알칼리처리의 영향을 계면전단강도, 굴곡강도, 동역학적 열특성 및 열안정성을 조사하였으며, kenaf 섬유와 복합재료 파단면을 관찰하였다. 그 결과 Kenaf 섬유표면을 처리하기 위한 침지방법과 초음파방법 모두 바이오복합재료의 섬유-매트릭스 접착과 기계적 특성을 증가시키는 역할을 하는 것으로 조사되었다. 바이오복합재료의 특성은 섬유표면 처리방법뿐만 아니라 알칼리 농도 및 처리시간에도 의존하였다.

• 접착 및 계면
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• 제17권3호
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• pp.96-103
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• 2016

본 연구에서는 셀룰로스계 천연섬유인 대나무와 poly(lactic acid) (PLA)로 구성된 펠렛을 압출공정으로 제조하고, 여러 가지 함량의 대나무섬유/PLA 바이오복합재료를 사출공정을 통해 성형하였다. 바이오복합재료의 굴곡, 인장, 충격 특성 및 열변형온도에 미치는 대나무섬유의 수처리 영향을 조사하였다. 천연섬유의 열안정성, 바이오복합재료의 굴곡특성, 인장탄성률 및 충격특성은 섬유 함량은 물론 수처리 유 무에 의존한 반면, 열변형온도는 주로 수처리에 의해 영향을 받았다. 바이오복합재료의 기계적 특성과 충격특성의 증가는 이를 구성하고 있는 대나무섬유와 PLA 매트릭스 사이의 계면결합력이 대나무섬유의 수처리에 의해 향상되었기 때문이다. 연구결과는 친환경적이고 작업친화적인 물을 이용한 천연섬유의 전처리가 바이오복합재료의 성능을 향상시키는데 기여할 수 있다는 것을 제시하여 준다.