• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권1호
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• pp.107-113
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• 2018

본 연구에서는 대표적인 친환경 소재인 바이오복합재료(bio-composite)를 이용한 3D 프린터 필라멘트를 제작하였다. 바이오복합재료의 제조를 위해 매트릭스로는 생분해성 고분자인 poly lactic acid (PLA)를 그리고 충전제로는 대나무 분말(Bamboo flour)을 사용하였다. 대나무는 담양에서 생산되는 왕대, 솜대, 죽순대를 이용하였으며, 대나무 분말과 PLA의 혼합비율은 중량기준 10/90, 20/80, 30/70으로 설정하였다. 3개 죽종으로 제조한 대나무/PLA 바이오복합재료의 기본물성 평가를 위해 인장강도를 비교하였다. 그 결과, 왕대 분말/PLA의 비율이 10/90일 때의 인장강도가 7.12 MPa로 가장 높게 나타남으로써 3D 프린터 필라멘트 제작용 대나무/PLA 바이오복합재료로 가장 적합한 것으로 판단되었으며, 현미경 관찰 결과, 죽분의 함량을 더욱 낮춘 필라멘트를 제작할 필요성이 있다고 판단된다.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.124-129
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• 2011

최근 목분/플라스틱 복합체(WPC)가 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 커플링제 및 나노점토가 함유된 목분/폴리에틸렌(PE) 복합체 패널을 용융혼합 후 압축 성형하여 제조하였다. 5 종의 말레산무수물 그래프트 폴리에틸렌(MAPE) 커플링제에 대해 시험하여 가장 우수한 커플링제 및 힘량을 결정하였다. WPC의 기계적 특성은 UTM으로, 열적 특성은 TGA, DMA, DSC, TMA로 측정하였다. 유기점토를 소량(1 phr) 만 첨가하여도 WPC의 인장강도 및 굴곡강도 결정화도가 증가하는 경향을 보였으며 저장탄성률과 치수안정성은 크게 증가하였다. SEM으로 분석한 결과 커플링제에 의한 목분/PE 계면결합력 향상 효과가 매우 큼을 알 수 있었다. 최적의 커플링제를 선정하여 힘량을 최적화하고 소량의 유기점토를 첨가함으로써 우수한 성능의 목분/PE 복합체를 제조할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.14-34
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• 1985

본(本) 연구(硏究)에서는 국내산(國內産) 미이용(未利用) 활엽수재(闊葉樹材)인 현사시나무의 재질개량(材質改良)을 위한 방안(方案)으로 비닐계 단량체(單量體)인 methylmethacrylate (MMA) 용액(溶液)을 목재내(木材內)로 주입(注入)한 후(後) 가압(加壓) 가열(加熱) 촉매중합법(觸媒重合法)에 의하여 제조(製造)한 목재(木材)-고분자(高分子) 복합체(複合體)(WPC ; wood-polymer composites)와 열압축목재(熱壓縮木材) (Staypak ; heat-stabilized compressed wood)의 물리적(物理的), 기계적(機械的) 성질(性質)과 치수 안정성(安定性)을 조사(調査)하였다. WPC 제조시(製造時) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)을 비교(比較)하기 위하여 침지법(浸漬法)과 진공감압법(眞空減壓法)을 실시(實施)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 목재내(木材內) 단량체(單量體)의 주입량(注入量)은 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 비(比)해 약(約) 2배(培)의 효과(效果)가 있었다. 2. 목재내(木材內)로 주입(注入)된 단량체(單量體)는 WPC 제조시(製造時) 약(約) 절반가량 중합(重合)되었다. 3. 제조(製造)된 WPC의 치수 안정효과(安定效果)의 측정결과(測定結果), 반경방향(半徑方向)에서의 항수축율(抗收縮率) 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)에서의 항수축율(抗收縮率)은 12.5~13.6%, 접선방향(接線方向)이 17.18~40.14%였다. 흡수감소율(吸收減少率)은 8.19~15.5%로 진공감압법(眞空減壓法)이 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC보다 효과(效果)가 좋았다. 4. 휨강도(强度) 시험시(試險時) 하중(荷重)을 가(加)하는 방향(方向)을 달리하였을 때 반경방향(半徑方向)으로 하중(荷重)을 가(加)한 경우(境遇)가 접선방향(接線方向)에 비(比)해 높은 강도치(强度値)를 나타내었다. 5. Staypak 및 WPC는 소재(素材)에 비(比)해 횡압축강도(橫壓縮强度)가 70~90% 향상(向上)되었으며, 종압축강도(從壓縮强度)는 10~30% 증가(增加)되었다. 6. Staypak의 비중(比重)은 0.66, 침지법(浸漬法)에 의(依)한 WPC는 0.61, 진공감압법(眞空減壓法)에 의(依)한 WPC의 비중(比重)은 0.62, 소재(素材)는 0.44였다.

• 접착 및 계면
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• 제3권4호
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• pp.44-52
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• 2002

Composite materials are created by combining two or more component to achieve desired properties which could not be obtained with the separate components. The use of reinforcing fillers, which can reduce material costs and improve certain properties, is increasing in thermoplastic polymer composites. Currently, various inorganic fillers such as talc, mica, clay, glass fiber and calcium carbonate are being incorporated into thermoplastic composites. Nevertheless, lignocellulose fibers have drawn attention due to their abundant availability, low cost and renewable nature. In recent, interest has grown in composites made from lignocellulose fiber in thermoplastic polymer matrices, particularly for low cost/high volume applications. In addition to high specific properties, lignocellulose fibers offer a number of benefits for lignocellulose fiber/thermoplastic polymer composites. These include low hardness, which minimize abrasion of the equipment during processing, relatively low density, biodegradability, and low cost on a unit-volume basis. In spite of the advantage mentioned above, the use of lignocellulose fibers in thermoplastic polymer composites has been plagued by difficulties in obtaining good dispersion and strong interfacial adhesion because lignocellulose fiber is hydrophilic and thermoplastic polymer is hydrophobic. The application of lignocellulose fibers as reinforcements in composite materials requires, just as for glass-fiber reinforced composites, a strong adhesion between the fiber and the matrix regardless of whether a traditional polymer matrix, a biodegradable polymer matrix or cement is used. Further this article gives a survey about physical and chemical treatment methods which improve the fiber matrix adhesion, their results and effects on the physical properties of composites. Coupling agents in lignocellulose fiber and polymer composites play a very important role in improving the compatibility and adhesion between polar lignocellulose fiber and non-polar polymeric matrices. In this article, we also review various kinds of coupling agent and interfacial mechanism or phenomena between lignocellulose fiber and thermoplastic polymer.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제50권2호
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• pp.93-103
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• 2022

Currently, biofibers are used as a reinforcement in polymer composites for structural elements and construction materials instead of the synthetic fibers which cause environmental problems and are expensive. One of the chemicals with a pH close to neutral that can be potentially used as a modified fiber material is sodium chloride (NaCl). Therefore, this study aims to investigate the characteristics of a composite board made from NaCl-treated kenaf fiber. A completely randomized design method was used with consideration of two factors: the content of NaCl in the treatment solution (1 wt%, 3 wt%, and 5 wt%) and the duration of immersion of fibers in the solution (1 h, 2 h, and 3 h). The NaCl treatment was conducted by soaking the fibers in the solution for different durations. The fibers were then rinsed with water until the pH of the water reached 7 and subsequently dried inside an oven at 80℃ for 6 h. Kenaf fiber and epoxy were mixed manually with the total loading of 20 wt% based on the dry weight of the fiber. Physical and mechanical properties of the fibers were then evaluated based on JIS A 5908 particleboard standards. The results showed that increasing NaCl content in the fiber treatment solution can increase the physical and mechanical properties of the composite board. The properties of fibers treated with 5 wt% NaCl for 3 h were superior with a modulus of elasticity of 2.085 GPa, modulus of rupture of 19.77 MPa, internal bonding of 1.8 MPa, thickness swelling of 3%, and water absorption of 10.9%. The contact angle of untreated kenaf fibers was 104°, which increased to 80° and 73° on treatment with 1 wt% and 5 wt% NaCl for 3 h, respectively.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권4호
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• pp.310-319
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• 2009

대표적인 친환경 소재인 바이오복합재(bio-composite)의 제조를 위해 기질 고분자로는 생분해성 고분자인 polybutylene succinate (PBS)를 그리고 충전제(filler)로는 대나무 분말(bamboo flour, BF)을 사용하였다. 본 연구에서는 BF의 함량 및 입자 크기가 바이오복합재의 기계적 점탄성적 특성 및 열적 특성에 미치는 영향을 평가하였는데 천연충전제인 BF의 첨가에 따라 인장강도는 감소하였지만 점탄성적 및 열적 특성은 고분자와의 상호작용을 통해 보다 안정적인 결과를 보였다. 또한, 소수성을 나타내는 PBS와 친수성인 BF 사이의 낮은 계면 결합이 바이오복합재의 물성 저하에 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.

• 펄프종이기술
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• 제40권1호
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• pp.62-67
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• 2008

Biocomposite was fabricated with biodegradable polymer and natural fiber that has potential to be used as replacement for glass fiber reinforced polymer composite with the benefits of low cost, low density, acceptable specific strength, biodegradability, etc. Until now, mostly natural cellulosic fibers on land have been used as reinforcement for biocomposite. The present study focused on investigating the fabrication and the characterization of biocomposite reinforced with red algae fibers from the sea. The bleached red algae fiber (BRAF) showed very similar crystallinity to the wood cellulose. It has high stability against thermal degradation (maximum thermal decomposition temperature of 359.3$^{\circ}C$) and thermal expansion. Biocomposites reinforced with BRAF have been fabricated by a compression molding method and their mechanical and thermal properties have been studied. The storage modulus and the thermomechanical stability of PBS (polybuthylenesuccinate) matrix are markedly improved by reinforcing with the BRAF. These results indicate that red algae fiber can be used as an excellent reinforcement of biocomposites, which are sometimes called as "green-composites" or "eco-composites".

• 접착 및 계면
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• 제9권4호
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• pp.24-29
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• 2008

두 종류의 천연섬유, 즉 면섬유와 목분을 이용하여 폴리프로필렌 - 천연섬유 복합재료를 제조하고 혼합가공시 유변학적 특성과 열적특성을 고찰하였다. PP/천연섬유 복합재료에서 천연섬유의 함량이 증가함에 따라 토오크 값이 상승하였고, 면섬유의 경우 낮은 체적 밀도로 인해 목분 복합재료보다 높은 토오크값을 나타내었다. PP의 MI에 따라서는 낮은 MI의 PP/천연섬유 복합재료에서 더 높은 토오크값이 관찰되었다. X-선 회절분석과 시차주사열분석을 통해 천연섬유의 함량이 증가될수록 PP/천연섬유 복합재료의 결정화온도는 상승하나 결정화도는 감소함이 확인되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.125-131
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• 2011

일정한 길이로 분쇄한 케냐프섬유를 일정한 비율로 PP수지에 복합화하여 섬유의 함량에 따른 기계적특성을 조사하였다. 케냐프 섬유의 함량이 증가할수록 인장강도, 굴곡탄성률, 충격강도, 비중, 열변형온도가 증가하는 경향을 나타내었으나 신장률, 굴곡강도, 용융유동지수는 감소하는 경향을 나타내었다. 기계적물성증가의 원인은 섬유와 PP간의 계면접촉면적의 증가와 섬유간의 연결간섭으로 고찰되었다. 케냐프섬유내에 존재하는 증발성추출물질이 PP와 의 계면접착에 있어서 감소에 영향을 미치는 것으로 고려된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.315-324
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• 2016

Frictional forces between soil and structural elements are of vital importance for the foundation engineering. Although numerous studies were performed about the soil-structure interaction in recent years, the approximate relations proposed in the first half of the 20th century are still used to determine the frictional forces. Throughout history, wood was often used as friction piles. Steel has started to be used in the last century. Today, alternatively these materials, FRP (fiber-reinforced polymer) piles are used extensively due to they can serve for long years under harsh environmental conditions. In this study, various ratios of low plasticity clays (CL) were added to the sand soil and compacted to standard Proctor density. Thus, soils with various internal friction angles (${\phi}$) were obtained. The skin friction angles (${\delta}$) of these soils with FRP, which is a composite material, steel (st37) and wood (pine) were determined by performing interface shear tests (IST). Based on the data obtained from the test results, a chart was proposed, which engineers can use in pile design. By means of this chart, the skin friction angles of the soils, of which only the internal friction angles are known, with FRP, steel and wood materials can be determined easily.