• 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.

• 유변학
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• 제6권2호
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• pp.147-156
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• 1994

폴리프로필렌 이산화티타늄 첨가 폴리프로필렌을 심초형 복합 방사하여 첨가제를 섬유의 중심부분, 또 표면부분에 차별분포시켰다. TiO2의 함량이 증가함에 따라 점도(η)와 저장탄성계수(G＇)는 증가하였다. 전자현미경으로 파단면의 모폴로지를 관찰한 결과 TiO2와 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. TiO2의 함량 증가에 따라 강력, 절단신도, 그리고 탄성계수는 감소하였다. 복합방사한 섬유의 TiO2 함량이 2% 미만일 때는 homo PP 보다 강력이 좋아졌다. 복합 섬유의 탄성계수는 중심부에 homo PP가 분포한 경우가 더 컸 고 강력과절단 신도는 중심부에 filled PP가 분포한 경우가 더 컸다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.29-35
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• 2013

The objective of the current study is to evaluate the effects depending on the types of reinforcing fibers being influential in view of mechanical properties and impact resistance of hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) for applications to precast concrete structure. Hybrid fibers applied therefor were three types such as PP/MSF (polypropylene fiber+macro synthetic fiber), PVA/MAF (polyvinyl alcohol fiber+MSF) and JUTE/MSF (natural jute fiber+MSF), where the volume fraction of PP, PVA and natural jute was applied with 0.2 %, respectively, while based on 0.05 % volume fraction of MSF. The HFRC was tested for slump, compressive strength, flexural strength and impact resistance. The test result demonstrated that mixture of such hybrid fibers improve compressive strength, flexural strength and impact resistance of concrete. Moreover, it was found that HFRCs to which hydrophilic fibers, i.e. PVA/MSF and JUTE/MSF, were mixed show more improved features that HFRC to which non-hydrophilic fiber, i.e. PP/MSF was mixed. Meanwhile, the finding that PVA/MSF HFRC exhibited better performance than JUTE/MSF HFRC was attributed from the former having higher aspect ratio than that of the latter.

• Advances in concrete construction
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• 제10권3호
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• pp.195-209
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• 2020

This study investigates the behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) with hybrid macro-micro steel and macro steel-polypropylene (PP) fibers. Compression, direct and indirect tension tests were carried out on cubic and cylindrical, dogbone and prismatic specimens, respectively. Three types of macro steel fibers, i.e., round crimped (RC), crimped (C), and hooked (H) were combined with micro steel (MS) and PP fibers in overall ratios of 2% by volume. Additionally, numerical analyses were performed to validate the test results. Parameters studied included, fracture energy, tensile strength, compressive strength, flexural strength, and residual strength. Tests showed that replacing PP fibers with MS significantly improves all parameters particularly flexural strength (17.38 MPa compared to 37.71 MPa). Additionally, the adopted numerical approach successfully captured the flexural load-deflection response of experimental beams. Lastly, the proposed regression model for the flexural load-deflection curve compared very well with experimental results, as evidenced by its coefficient of correlation (R²) of over 0.90.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권2호
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• pp.223-236
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• 2013

In the present study the behavior of fire and the residual strength of fire-ignited RC slabs are investigated by experimental tests and numerical simulations. The fire tests of RC slabs were carried out in a furnace using the ISO 834 standard fire. The load capacity of the cooled RC slabs that were not loaded during the fire tests was evaluated by additional 3 point bending tests. The influence of the proportion of PP (polypropylene) fibers in the RC slabs on the structural behavior of the RC slabs after the fire loading was investigated. The results of the fire tests showed that the maximum temperature of concrete with PP fiber was lower than that of concrete without PP fiber. As the concrete was heated, the ultimate compressive strength decreased and the ultimate strain increased. The load-deflection relations of RC slabs after fire loading were compared by using existing stress-strain-temperature models. The comparison between the numerical analysis and the experimental tests showed that some numerical analyses were reliable and therefore, can be applied to evaluate the ultimate load of RC slabs after fire loading. The ultimate load capacity after cooling down the RC slabs without PP fiber showed a considerable reduction from that of the RC slabs with PP fiber.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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• pp.381-384
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• 2006

Fibers are increasingly being used for the reinforcement of cementitious matrix to enhance the toughness and energy absorption capacity and to reduce the cracking sensitivity of the matrix. In the past decade, high performance fiber reinforced cementitious composite(HPFRCC) have evolved with intensified research. HPFRCC for structural applications has been developed under the performance driven design approach. It is the aim of this study to obtain development of hybrid-HPFRCC using polypropylene fibers and polyethylene fibers. It was targeted the requirement of economical mixing and application to structure member.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.473-479
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• 2010

이 연구에서는 도로포장용 콘크리트의 성능향상을 목적으로 폴리프로필렌(PP), 나일론(NY), 폴리비닐알코올(PVA) 및 셀룰로우스(CL)의 섬유 종류에 변화를 주어 도로포장용 섬유보강 콘크리트(FRC)의 공학적 특성을 분석하였다. 그 결과 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 유동성은 OPC에 비해 섬유를 혼입할 경우 저하하는 경향을 나타내었으나, 혼합 즉시는 PP섬유, 60분 경시변화까지도 고려하면 NY섬유에서 가장 우수한 것으로 나타났다. 공기량은 OPC와 유사한 경향을 나타내며, 섬유 혼입으로 인한 공기량의 변화는 크지 않았다. 경화 콘크리트의 특성으로 압축강도 및 휨강도는 Plain에 비하여 모든 재령에서 섬유를 혼입할 경우 증가하는 경향을 나타내었는데, 섬유 종류별로는 NY, PVA, PP, CL순이었다. 단, 인장강도에서는 NY 및 PP일 경우만 증가하는 경향이었다. 포로시미터에 의한 세공분포는 NY섬유를 혼입할 경우 섬유의 영향으로 $1{\mu}m$ 전후의 세공량이 많이 분포하여 누적 세공량이 커지는 경향을 나타내었다. 따라서 유동성 및 강도 등을 종합적으로 고려할 때, 이 연구의 실험 조건에서는 NY섬유 혼입 시 최상의 결과가 도출되는 것으로 분석되었다.

• 접착 및 계면
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• 제20권2호
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• pp.66-70
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• 2019

소수성 폴리프로필렌 섬유의 표면을 상압 플라즈마 공정을 이용하여 표면처리하였다. 친수성으로 개질된 섬유를 수용성 폴리비닐프롤리돈 (poly(N-vinylpyrrolidone, PVP) 코팅액에 딥코팅하여 PVP 막을 형성하였다. 섬유 표면에 코팅된 PVP 막은 15 kGy 선량의 전자 빔 조사를 통해 가교되어, 폴리프로필렌 섬유의 표면이 PVP 하이드로젤로 균일하게 코팅된 것을 확인하였다. PVP 하이드로젤 코팅막의 두께는 코팅액의 농도를 조절하여 제어할 수 있었다. 단계적인 표면처리, PVP 코팅, 그리고 하이드로젤 막의 형성에 따른 특성은 접촉각, 전자현미경, 광학현미경 등을 통해 분석되었다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.250-256
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• 2014

본 연구에서는 이축 스크류식 압출기를 이용하여 폴리프로필렌(PP)에 도전성 필러인 다중벽 탄소나노튜브 (MWNT)와 스테인레스강 단섬유(SSF)를 첨가하여 복합체를 제조하였으며, 이에 대한 표면저항 및 기계적 특성을 조사하였다. 표면저항을 측정한 결과 PP/MWNT에 소량의 SSF를 첨가하였을 때 더 낮은 MWNT 함량에서 percolation threshold가 나타났다. 그리고 제조된 복합체에 대한 인장시험 결과 순수 PP와 비교해서 파괴점 신장률은 감소하였으나 탄성률과 강도는 증가하였다. 또한 동역학분석을 통하여 MWNT와 SSF 복합체의 저장탄성률과 tan ${\delta}$에 미치는 영향을 조사하였으며, SEM을 이용하여 필러들의 모폴로지 및 복합체의 파단면을 관찰하였다.

• Composites Research
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• 제19권3호
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• pp.15-22
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• 2006

유리섬유로 강화된 폴리프로필렌 복합재료를 이축압출장치를 이용하여 제조하였으며 폴리프로필렌 수지와 유리섬유간의 결합성을 증대시키고 가공성을 향상시킬 목적으로 말레익 안하이드라이드(maleic anhydride) 결합기를 가지는 상용화제를 첨가하였다. 제조된 폴리프로필렌/유리섬유 복합재료에 대한 전단유동과 신장유동의 특성을 조사하였으며, 특히 상용화제 첨가와 유리섬유의 함량에 대한 영향을 주로 평가하였다. 전단유동에서 상용화제는 폴리프로필렌과 유리섬유간의 결합력을 증대시키고, 흐름성을 개선시키는 역할을 하였으며, 신장유동에서는 유리섬유의 함량이 증가됨에 따라서 신장점도를 더욱 증가시켜주는 역할을 하였다. 그러나 신장속도가 증가함에 따라서 유리섬유 사이에서 형성되는 미세한 전단유동의 영향으로 오히려 신장점도는 감소하였다.