본 연구에서는 폐기되는 고전압용 전선으로부터 얻어질 수 있는 XLPE(crosslinked polyethylene)의 재활용에 관하여 고찰하였다. XLPE 스크랩 및 폐기물의 분쇄를 위해 약 $100{\mu}m$ 이하부터 약 $1000{\mu}m$까지 입자크기의 조절이 가능한 두 종류의 분쇄기를 사용하였다. 모듈라 치합형 동방향회전 이축 스크류식 압출기(modular intermeshing co-rotating twin screw extruder)를 이용하여 폐 XLPE의 조성, 폐 XLPE의 입자크기 및 종류, 스크류 조합, 매트릭스 수지의 종류(LDPE, HDPE, PP, PS) 조건을 변화시키면서 배합물을 제조하고 그들의 기계적 및 유변학적 특성과 파단면을 조사하였다. 일반적으로 내외 전도층을 포함한 폐 XLPE 배합물의 충격강도는 내외 전도층을 제외한 배합물보다 충격강도가 작은 것으로 나타났다. 또한, XLPE의 함량이 증가하고 입자크기가 작아 질수록 배합물의 충격강도가 증가하였다. 특히, LDPF의 경우 XLPE를 약 80 wt%까지 충전하여도 정상조건의 압출공정이 가능하였다. 스크류조합에 따른 배합물의 충격강도는 니딩디스크 블록(kneading disc block)의 수가 많을수록 높은 값을 나타내었다. 전체적으로 XLPE의 양이 증가할수록 배합물의 용융점도가 증가하였으나, 압출 전단속도 범위에서 shear thinning 경향을 나타내었다. 폐 XLPE를 범용 고분자수지와 혼합할 경우, LDPE, HDPE, PP 및 PS 모든 배합물에서 충격강도가 증가하였다. 특히, PS/XLPE 배합물의 경우에는 충격강도가 2 배정도 향상되는 효과를 보여주었다.
본 연구는 건설방수분야의 유효자원 재활용 현황에 대하여 시장 특성 상 정확한 파악이 어려운 점을 고려하여 이에 대한 대안으로 관련 제도 및 인증을 중심으로 조사하여 분석하는 방식으로 연구를 진행하였다. 조사 대상은 건설방수분야에서 획득 가능한 유효자원 재활용 관련 인증으로 선정하였으며, 환경표지, 녹색기술, 신기술을 중심으로 현황을 파악하고 분석하였다. 현황 파악 및 분석 결과, 환경표지의 경우 총 38개 제품이 유효자원 재활용을 사유로 인증을 획득하였으며, 녹색인증은 총 10개, 신기술의 경우, 8개 기술이 유효자원 재활용을 응용한 기술로 확인되었다. 재활용된 자원은 대부분 합성고분자계(EVA, PVC 등), 폐타이어 분말, 폐고무 등이 주를 이루고 있음에 따라 건설방수분야에서의 유효자원 재활용은 전반적으로 소재의 다양성에 있어 제한적인 것으로 확인되었다.
알루미늄 생산의 폐기물로 나오는 적니를 플라스틱의 Filler로서 재활용하기 위한 연구를 수행하였다. 여러가지 플라스틱에 적니를 첨가하여 본 결과 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 및 폴리프로필렌(PP)에 적니가 Filler로서 사용 가능한 것으로 나타났다. 적니가 플라스틱에 첨가됨에 따라 플라스틱은 다른 안료의 첨가 없이도 붉은 고동색을 나타내었고 인장탄성율 등은 증가하였으나 내충격 강도가 저하되었다. 이를 방지하기 위한 첨가제가 연구되었는데 HDPE에는 에틸렌비닐알코올(EVA)을 첨가제로 5%정도 첨가하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. PP의 경우에는 Maleic anhydride 변성 PP를 첨가하면 내충격강도의 저하가 축소되었다. LDPE, HDPE, PP, 폴리스티렌 및 ABS가 섞여있는 혼합 폐플라스틱에 대해서도 적니가 Filler로서 사용 가능한 것으로 나타났는데 이때는 성분간의 비상용성으로 인하여 기계적 물성이 매우 낮았다. 역시 첨가제로서 에틸렌프로필렌 고무(EPR) 및 스티렌부타디엔 블록공중합체(SBS)를 혼합할 경우 좋은 물성을 가지는 적니 혼합 플라스틱을 얻을 수 있었다.
Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.
Lithium sulfur (Li-S) batteries have attracted considerable attention as a promising candidate for next-generation power sources due to their high theoretical energy density, low cost, and eco-friendliness. However, the poor electrical conductivity of sulfur and its insoluble discharging products (Li2S2/Li2S), large volume changes, severe self-discharge, and dissolution of lithium polysulfide intermediates result in rapid capacity fading, low Coulombic efficiency, and safety risks, hindering Li-S battery commercial development. In this study, a three-dimensionally (3D) connected hierarchical porous carbon framework (HPCF) derived from waste sunflower seed shells was synthesized as a sulfur host for Li-S batteries via a chemical activation method. The natural 3D connected structure of the HPCF, originating from the raw material, can effectively enhance the conductivity and accessibility of the electrolyte, accelerating the Li+/electron transfer. Additionally, the generated micropores of the HPCF, originated from the chemical activation process, can prevent polysulfide dissolution due to the limited space, thereby improving the electrochemical performance and cycling stability. The HPCF/S cell shows a superior capacity retention of 540 mA h g-1 after 70 cycles at 0.1 C, and an excellent cycling stability at 2 C for 700 cycles. This study provides a potential biomass-derived material for low-cost long-life Li-S batteries.
본 논문은 RTGC 시스템의 에너지 절감을 위한 에너지 저장 시스템에 대해 다룬다. 에너지 저장 시스템으로는 배터리, 슈퍼캐패시터 그리고 플라이휠의 장정과 단점이 조사되었다. 이들 에너지 저장 시스템들 중 플라이휠 에너지 저장시스템은 현재 해결되어야 할 기술 및 가격적인 측면에도 불구하고 향후 기술의 발전을 전제를 뒀을 때 매우 촉망받는 에너지 저장시스템임이 조사되었다. 또한, 컨테이너 이송에 사용되는 RTGC에서 베터리와 플라이휠 에너지 저장 시스템이 각각 사용된 경우에 대해 에너지 절감에 대한 결과가 정량적으로 조사되었다.
본 논문은 가열 페타이어 재활용 아스팔트 혼합물의 습윤과 동결융해 저항성에 대한 시험결과를 나타내고 있다. 재래식 아스팔트 혼합물과 페타이어 재활용 아스팔트의 기계적 특성을 비교하기 위하여 각기 다른 습윤 조건과 동결 융해 횟수하에서 시험이 수행되었다. 또한, 두 혼합물에 대한 최적 아스팔트 함량을 결정하기 위하여 마샬배합설계가 우선 수행되었다. 본 연구에서 수행된 시험결과에 의하면 페타이어 재활용 아스팔트 혼합물의 습윤과 동결-융해 저항성이 재래식 아스팔트 혼합물보다 우수함을 나타내었다. 따라서 향후 도로포장 재료로의 페타이어 재활용은 습윤과 동결융해로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.
방사선처리기술은 현재 멸균, 폴리머가교, 식품조사, 생고무가황 등 산업적으로 많은 곳에서 이용되고 있다. 현재 감마선과 전자선을 이용한 것은 방사선처리기술의 대표적인 기술이다. 이 논문의 목적은 최근의 방사선 기술을 이해하기 위해 외국의 방사선기술 동향을 살펴보고 산업현장 작업자가 방사선 관련 기술이 친숙해지기를 목적으로 그들에게 유용한 정보를 제공하기 위함이다. 본 조사를 통해 방사선이용기술이 지속적으로 성장함을 알 수 있었고, 또한 이 기술을 이용하면 제품의 다양성을 줄 수 있다는 사실도 알아냈다.
Biomass lignin, a waste produced during the paper and bio-ethanol production process, is a cheap material that is available in large quantities. Thus, the interest in the valorization of biomass lignin has been increasing in industrial and academic areas. Over the years, lignin has been predominantly burnt as fuel to run pulping plants. However, less than 2% of the available lignin has been utilized for producing specialty chemicals, such as dispersants, adhesives, surfactants, and other value-added products. The development of value-added lignin-derived co-products should help make second generation biorefineries and the paper industry more profitable by valorizing lignin. Another possible approach towards value-added applications is using lignin as a component in plastics. However, blending lignin with polymers is not simple because the polarity of lignin molecules results in strong self-interactions. Therefore, achieving in-depth insights on lignin characteristics and structure will help in accelerating the development of lignin-based products. Considering the multipurpose characteristics of lignin for producing value-added products, this review will shed light on the potential applications of lignin and lignin-based derivatives on polymeric composite production. Moreover, the challenges in lignin valorization will be addressed.
The use of sand-tire chip mixtures in construction industry is a sustainable and environmentally friendly approach that addresses both waste tire disposal and soil improvement needs. However, the addition of tire chip particles to natural soils decreases maximum shear modulus (Gmax), but increases compressibility, which can be potential drawbacks. This study examines the effect of overconsolidation stress history on the maximum shear modulus (Gmax) of rigid-soft mixtures with varying size ratios (SR) and tire chip contents (TC) by measuring the wave velocity through a 1-D compression test during loading and unloading. The results demonstrate that the Gmax of tested mixtures in the normally consolidated state increased with increasing SR and decreasing TC. However, the tested mixtures with a smaller SR exhibited a greater increase in Gmax during unloading because of the active pore-filling behavior of the smaller rubber particles and the consequent increased connectivity between sand particles. The SR-dependent impact of the overconsolidation stress history on Gmax was verified using the ratio between the swelling and compression indices. Most importantly, this study reveals that the excessive settlement and lower Gmax of rigid-soft mixtures can be overcome by introducing an overconsolidated state in sand-tire chip mixtures with low TC.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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