• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제26권2호
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• pp.81-88
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• 2013

Wet-spun silk fibers have attracted the attention of many researchers because of 1) the unique properties of silk as a biomaterial, including good biocompatibility and cyto-compatability and 2) the various methods available to control the structure and properties of the fiber. Cellulose nanofibrils (CNFs) have typically been used as a reinforcing material for natural and synthetic polymers. In this study, CNF-embedded silk fibroin (SF) nanocomposite fibers were prepared for the first time. The effects of CNF content on the rheology of the dope solution and the characteristics of wet-spun CNF/SF composite fibers were also examined. A 5% SF formic acid solution that contained no CNFs showed nearly Newtonian fluid behavior, with slight shear thinning. However, after the addition of 1% CNFs, the viscosity of the dope solution increased significantly, and apparent shear thinning was observed. The maximum draw ratio of the CNF/SF composite fibers decreased as the CNF content increased. Interestingly, the crystallinity index for the silk in the CNF/SF fibers was sequentially reduced as the CNF content was increased. This phenomenon may be due to the fact that the CNFs prevent ${\beta}$-sheet crystallization of the SF by elimination of formic acid from the dope solution during the coagulation process. The CNF/SF composite fibers displayed a relatively smooth surface with stripes, at low magnification (${\times}500$). However, a rugged nanoscale surface was observed at high magnification (${\times}10,000$), and the surface roughness increased with the CNF content.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.213-219
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• 2014

고분자 결합제로 hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)와 폴리에틸렌 플라스토머인 Exact를 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성을 연구하였다. 충전제로서 설탕 및 research department explosive(RDX)와 물리적 특성이 유사한 Dechlorane을 사용하였다. HTPB 사용시에는 가소제로 diethyl hexyl adipate(DEHA or DOA)를 첨가하기도 하였다. 농축 현탁계의 혼화는 시그마 블레이드가 장착된 회분식 혼련기(Rheomix 600, Haake) 를 사용하였고 유변학적 물성은 평판-평판 레오미터 및 모세관 레오미터를 이용하였다. 고농축 결합제/충전제 현탁계의 벽면 미끄러짐 현상, 전단 히스테리시스에 따른 틱소트로피 거동, 전단속도 및 충전제 첨가에 따른 유동불안정성 변화를 조사하였다.

• 유변학
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• 제9권4호
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• pp.174-182
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• 1997

결정성 고분자수지는 가공조건에 의해 결정되는 미세구조의 변화에 따라 최종물성 이 현저히 달라지므로 최종 성형품의 물성을 극대화하기 위해서는 성형가공 중에 필연적으 로 부가되는 열이력 뿐만 아니라 전단이력이 결정화 거동에 미치는 영향을 규명하고 가공조 건의 최적화를 통하여 미세구조를 적절히 제어하는 것이 요구된다. 따라서 본 연구에서 in-situ 상태로 전단유도 결정화거동을 조사할수 있는 rheo-kinetic 실험 방법을 개발하고 결정화 거동에 미치는 열이력과 전단이력의 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위해 비교적 결정화 속도가 빠른 폴리 부틸렌 테레프탈레이트 수지를 대상으로 냉각조건, 전단부가시간, 전단속도등을 다양하게 변화시키면서 plate-plate 레오미터로 시간에 따른 전단응력의 변화 를 조사하는 rheo-kinetic 연구를 수행하였다. 아울러 실험 중에 액체 질소로 급냉하여 얻은 시료를 대상으로 등온 및 비등온의 열분석 실험을 수행하고 JMA식과 Hoffman-Lauritzentlr 을 사용하여 분석한 다음, 그 결과를 rheo-kinetic 해석결과와 비교함으로써 결정화 거동에 미치는 전단응력의 영향을 규명하였다. 일정전단속동하에서 수행한 rheo-kinetic 실험결과, 시간에 따른 저난응력의 증가와 용융열이 증가하는 경향이 매우 유사한 거동을 보이므로 전 단응력의 증가는 결정화가 일어남에 기인한 결과임을 확인할수 있었으며 고분자수지가 전단 이력을 받게 되면 분자배향의 결과로 결정화 유도시간이 짧아지고 결정화속도가 증가할 뿐 만 아니라 보다 더 높은 온도에서 결정화가 일어나게 됨을 알수 있었다. 또 결정화 반가기 시간과 Hoffman-Lauritzen 식의 매개변수들이 전단속도, 전단부가시간, 결정화 온도 등의 이력에 무관하게 전단응력에 따라 선형적으로 변하고 있으므로 전단유도 결정화거동은 수지 에 부가되는 전단응력에 직접적인 영향을 받음을 알수 있었다. 이상과같은 전단유도 결정화 거동에 관한 결과를 가공공정상의 열전달 현상과 결합하여 해서하면 성형품 내부의모폴로지 의 예측이 가능하므로 성형품 물성의 극대화 방안의 수립에 이용될수 있을것으로 사료된다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.173-183
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• 1998

본 연구에서는 Advanced Rheometric Expansion System(ARES)를 사용하여 대진폭 진동 전단 변형하에서 발생하는 폴리이소부틸렌(PIB) 농후 용액의 비선형 점탄성 거동을 저 장탄성율과 동적점도의 변형량 의존성 및 응력파형의 fast Fourier transform(FFT) 해석을 통해 고찰하였다. 스트레인 진촉을 단계적으로 증가시키면서 측정한 동적 점탄성으로 부터 저장탄성율 및 동적점도의 선형응답한계를 결정하고 이들에 미치는 각주파수의 영향을 조사 하였다. 그리고 응력파형의 Fourier 전개로부터 유도되는 비선형 점탄성함수를 사용하여 비 선형 거동을 설명하였다. 끝으로 비선형 점탄성 거동의 정도를 나타내는 비선형 거동 지수 를 정의하고 이들에 미치는 각주파수의 영향에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어 진 결과를 요약하면 다음과 같다.(1) 선형 응답한계는 고분자 용액의 특성시간의 역수보다 높은 각주파수 범위에서는 일정한 값을 유지하지만 특성시간의 역수보다 낮은 각주파수 영 역에서는 각주파수가 감소할수록 증가한다. (2)선형응답한계 이상의 대변형하에서는 3차비선 형 점탄성 함수 이상의 고차항의 영향이 크게 작용하며 이로인해 비선형 거동이 발생된다. (3) 스트레인 진폭을 단계적으로 증가시키면서 측정한 저장탄성율 및 동적점도의 변형량 의 존성은 응력파형의 Fourier transform으로부터 유도된 1차 비선형 점탄성 함수의 변형량 의 존성을 나타낸다 (4) 저장탄성율 및 동적점도의 변형량 의존성으로부터 유도된 비선형 거동 지수는 탄성적 서질과 점성적 성질에 대한 비선형 특성을 평가하기 위한 유요한 방법으로 인정된다. (5) 비선형 점탄성 거동의 정도를 나탄는 비선형 거동지수는 특정한 각주파수에서 최대치를 가지며 또한 탄성적 거동이 점성적 거동에 비해 더욱 큰 각주파수 의존성을 나타낸다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.348-355
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• 2021

도로 포장에 널리 사용되는 아스팔트는 도로가 노출되는 환경에 따라 요구되는 물리적 특성이 상이하다. 이에 따라 첨가제의 배합에 따라 아스팔트가 어떤 물리적 특성을 나타내는지 평가하고 도로의 교통, 기후 환경에 맞추어 적절한 배합을 선택하는 것이 아스팔트 도로의 수명을 확보하기 위해 필수적이다. 아스팔트의 다양한 물리적 특성 중 소성변형에 대한 저항성을 측정하기 위해서는 Dynamic shear rheometer(DSR) 테스트를 주로 사용한다. 하지만 DSR 테스트는 실험 세팅에 따라 결과가 상이하고 특정 온도 범위 내에만 측정이 가능한 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 DSR 테스트의 단점을 극복하고자, Atomic force microscopy로부터 수집된 이미지를 학습하여 레올로지적 특성을 예측하고자 했다. 딥러닝 아키텍처 중 하나인 EfficientNet을 통해 이미지를 학습하였고 딥러닝 모델의 한계인 많은 데이터를 요구한다는 점을 극복하기 위해 전이학습을 이용하여 학습을 진행하였다. 학습된 모델은 이종의 첨가제를 사용하였음에도 높은 정확도로 아스팔트 바인더의 레올로지적 특성을 예측하였다. 특히, 전이학습을 사용하지 않았을 때와 비교하여 빠르게 학습이 가능했다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.29-37
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• 2017

집중호우로 인하여 산악지반에 발생하는 토석류의 거동은 대상지반 세립분의 전단강도 및 유변학적 특성들에 의하여 영향을 받기 때문에, 두 특성에 대한 정수는 토석류 거동을 파악하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 직접전단 실험을 통하여 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수를 평가하고자 하였다. 건조상태와 액성한계상태로 조성된 두 가지 세립분 시료에 대하여 직접 전단실험을 수행하였으며, 연직응력에 따른 전단강도를 측정하여 점착력과 내부마찰각을 산정하였다. 또한 액성한계로 조성된 시료의 잔류전단강도를 획득하기 위하여 전단변형률속도와 전단방향을 변화시켜 반복전단실험을 수행하였다. 실험 결과, 액성한계상태의 시료는 건조 상태 시료에 비해 내부마찰각은 작지만 점착력은 더 큰 것으로 나타났으며, 잔류전단강도를 통해 산정한 내부마찰각과 점착력은 첨두전단강도에 의해 산정된 결과보다 작은 것으로 나타났다. 반복전단 결과, 전단변형률속도와 잔류전단강도는 선형적인 관계를 보였으며, 전단변형률속도-잔류전단강도 관계의 기울기로써 결정되는 점성은 약 $73.60Pa{\cdot}s$로 산정되었다. 본 연구는 직접전단 장비가 산악지반 토석류 거동과 관련된 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수 산정에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• Macromolecular Research
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• 제13권5호
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• pp.409-417
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• 2005

The surface of rutile titania nanoparticles was chemically modified by reacting with alkoxy silane. The surface and rheological properties in silicone oil having a wide range of viscosity were investigated. Total surface free energy($\gamma_S$) of the titania particles decreased from 53.12 to 26.94 mJ/$m^2$ as the silane used for surface treatment was increased from 0 to 5.0 wt$\%$. The surface free energy of neat silane was 25.5 mJ/$m^2$, which is quite close to that oftitania particles treated with 5.0 wt$\%$ silane. Due to the hydrophobic nature oftreated-titania, the contact angle was accordingly higher for polar solvent in the order of water>ethylene glycol> formamide>$\alpha$-bromonaphthalene. In sum of rheological behavior, as the applied shear stress or viscosity of the silicone oil increased, the titania particles tend to form layers and agglomerated clusters, showing shear-thinning and shear-thickening behaviors, sequentially. A good dispersion of discrete titania particles obeying a Newtonian flow behavior was achieved at a surface energy or low concentration of silane-treated titania particles in hydrophobic silicone oil.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권4호
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• pp.780-786
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• 2008

Effect of acetylated starches (acetylated rice starch and acetylated tapioca starch) on rheological properties of hot pepper-soybean paste (HPSP) at different mixing ratios of rice flour (RF) and acetylated starch (AS) (10/0, 9/1, 8/2, and 7/3) was evaluated in steady and dynamic shear. All HPSP samples at $25^{\circ}C$ exhibited shear-thinning (n=0.31-0.36) and thixotropic behavior with high yield stresses and their steady flow curves were well described by power law and Casson models. The presence of AS resulted in the decrease in consistency index (K), apparent viscosity (${\eta}_{a,100}$), and yield stress (${\sigma}_{oc}$), and their predominant decreases were noticed at higher ratio of RF to AS (7/3 ratio). Arrhenius temperature relationship represents variation with temperature in the range of $5-35^{\circ}C$ with the high determination coefficients ($R^2=0.97-0.99$). Dynamic moduli (G', G", and ${\eta}^*$) values of HPSP samples mixed with AS were lower than those of HPSP with no added AS within the experimental range of frequency (0.63-62.8 rad/sec). Steady and dynamic shear rheological properties of HPSP samples seem to be greatly influenced by the presence of acetylated starch.

• 한국식품영양학회지
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• 제32권4호
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• pp.304-311
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• 2019

Ohmic heating is a heating method based on the principle when an electrical current passes through food. Since this method is internal, electrical current damage occurred during heating treatment. The results of ohmic heated starch's external structure, X-ray diffraction, DSC analysis and RVA were differed from those of conventional heating at the same temperature. Several starches changed more rigid by structure re-aggregation. This change in starch was caused by change of physical, chemical, rheological property. The rheology of ohmic heated potato and corn starch of different heated methods were compared with chemically modified starch. After gelatinization, sample starch suspension (2%, 3%) measured flow curves by rheometer. Cross-linked chemically modified starch's shear stress was decreased with degree of substitution reversibly. Ohmic heated more dramatic, at $60^{\circ}C$. Potato starch's shear stress was less than commercial high cross-linked modified starch. Flow curves of potato starches measured at $4^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$. Showed that Ohmic heated potato starch's shear stress ranging between $4^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$ was narrower than modified starch. According to this study, ohmic heated potato starch can be used by decreasing viscosity agent like cross-linked modified starch.

• Macromolecular Research
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• 제8권1호
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• pp.34-43
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• 2000

The melt rheology of four binary blends of ethylene 1-octene copolymers (EOCs) which consist of one component by Ziegler-Natta and another by metallocene catalysts, was studied to elucidate miscibility in the melt by using torsion rheometer at 200$\^{C}$ and different shear rates. The four blend systems, designated into the FA+FM, SF+FM, RF+EN, and RF+PL blend, are divided and interpreted based on the melt index (MI), the density and the comonomer contents. The melt viscosity such asη', η", and η$\^$*/ is weight average value if the comonomer contents are similar, otherwise they show different manner. The experimental resole are analyzed based on the Cole-Cole plot of logη' uersus log η", the logarithmic plots of the dynamic storage modulus (G') versus the dynamic loss modulus (G") for various blend compositions, and the melt viscosity of 11', n", and f" as a function of blend compositions. As a cerise-quence, the FA+FM blend is miscible, but the SF+FM, RF+EN, and RF+PL blends are not in the melt. Thus miscibility of the blends studied in this communication is suggested to strongly influence by the comonomer contents rather than the density or the MI.