• Advances in materials Research
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• 제12권2호
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• pp.119-131
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• 2023

The development of sustainable composites materials, from recycled polymeric materials and waste from the wood industry and stone processing, allows reducing the volume of these by-products, minimizing impacts on health and the environment. Nowadays, Polypropylene (PP) is the most recycled polymer in industry, while the furniture industry has increasingly used timber felled from sustainable forest plantations as a eucalypt. The powder tailing from the ornamental stone extraction and processing industry is commonly disposed of in the environment without previous treatment. Thus, the technological option for the development of composite materials presents itself as a sustainable alternative for processing and manufacturing industries, enabling the development of new materials with special technical features. The results showed that powder granite particles may be incorporated into the polypropylene matrix associated with short eucalyptus fibres forming green hybrid composites with potential application in structural engineering, such as transport and civil construction industries.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.120-127
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• 2011

친환경 복합단열재를 개발하기 위하여 천연섬유질(목재칩 및 톱밥)을 심재로, 활성황토를 결합재로 사용하였다. 물/결합재비 및 천연섬유질/결합재비를 다양하게 변화시켜 공시체를 제작하였으며, 공시체의 제 물성을 조사하기 위하여 압축 및 휨강도, 흡수성, 내열수성, 열전도도, 세공분포측정 및 SEM에 의한 미세조직 관찰을 실시하였다. 그 결과 흡수율은 천연섬유질/결합재비가 증가될수록 증가되었으나 폴리머/결합재비 증가에 따라 현저히 감소되었다. 압축 및 휨강도는 물/결합재비 및 천연섬유질/결합재비에 따라 다양한 특성을 나타내었다. 천연섬유질/결합재비 및 폴리머/결합재비가 증가됨에 따라 열전도도는 감소되었다. SEM조사에서 활성황토 결합재는 수화결정체가 잘 형성되어 치밀한 조직을 관찰할 수 있었고, 활성황토를 결합재로 사용한 시편의 총세공량은 생황토를 결합재로 사용한 시편의 총세공량에 비하여 적게 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제3권4호
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• pp.1-9
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• 2002

본 연구의 목적은 목분과 폴리프로필렌으로 제조한 목질-고분자 복합재료의 점탄성적 성질에 미치는 결합제, 기핵제의 영향에 대해 고찰하는데 있으며, 목분과 결합제간의 esterification 반응이 목질-고분자 복합재의 기계적 성질에 미치는 영향 또는 고찰하고자 한다. 복합재는 목분 60%와 폴리프로필렌 40%를 혼합하여 제조하였으며, DMTA (Dynamic mechanical thermal analysis)를 사용하여 damping peaks (than ${\delta}$), storage modulus (E'), loss modulus (E")를 측정하였다. 또한 XPS (X-ray Photolectron Spectroscopy)를 사용하여 목분에 MAPP를 처리하기 전과 후의 상태를 고찰하였다. DMA 시험은 온도범위 $-20{\sim}100^{\circ}C$에서 여러가지 주파수 (1, 5, 10, 25 HZ) 조건과, 승온속도 $5^{\circ}C/min$으로 실시하였다. 이 시험결과를 토대로 복합재의 활성화에너지를 구하여 결합제와 기핵제가 목분과 고분자물질간 계면의 성질에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 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.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권5호
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• pp.29-38
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• 2004

본 연구에서는 생분해성 고분자인 polybutylene succinate-adipate (PBS-AD)에 옥수수 전분을 충전제로 첨가한 생분해성 복합재의 열적성질에 대해 고찰하였다. 열분석은 온도에 대한 함수로서 복합재 물질의 화학적 성질과 중량 감소율을 측정할 수 있는 분석적인 방법으로 사용되고 었다. 옥수수 전분의 열안정성은 순수한 생분해성 고분자인 PBS-AD보다 낮았다. 옥수수 전분의 함량이 증가할수록 생분해성 복합재의 열안정성과 열분해 온도는 감소하였고 회분의 함량은 증가하였다. 이것은 생분해성 복합재의 계면에서의 결합려이 옥수수 전분의 혼합비율이 증가할수록 감소하였기 때문이다. 옥수수 전분의 함량이 증가할수록 생분해성 복합재의 유리전이온도(T_g) 와 용융온도(T_m) 에는 큰 변화가 없었다. 옥수수 전분이 혼합된 생분해성 고분자 복합재의 저장 탄성율(E')과 손실 탄성율(E") 값은 PBS-AD보다 높았다. 이 결과는 옥수수 전분의 첨가로 인하여 생분해성 복합재의 강성이 증가하였기 때문이다. 고온에서 생분해성 고분자 복합재의 감소된 저장 탄성율 값은 온도가 증가할수록 고분자 사슬의 운동성이 증가하기 때문이다. 위의 결과들로부터, 옥수수 전분이 생분해성 고분자 복합재를 제조하는데 충전제로서 사용이 가능하다고 예상할 수 있었으며 옥수수 선분과 생분해성 고분자의 계면에서의 결합력을 향상시키기 위하여 결합제의 사용이 요구된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제33권6호통권134호
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• pp.55-62
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• 2005

본 연구는 섬유판 가공 부산물 분말을 충전제로 첨가한 바이오복합재를 제조하여 그 적용가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 섬유판 가공부산물인 고밀도섬유판(high density fiber board, HDF) 부산물 분말을 polyolefin계 고분자인 low-density polyethylene (LDPE)과 polypropylene (PP)에 첨가하여 바이오복합재를 제조하였다. 제조된 바이오복합재를 이용하여 기계적 성질과 가공성을 측정하였다. 이후 각각 목분(wood flour, WF)과 왕겨분말(rice-husk flour, RHF)을 LDPE와 PP에 충전제로 첨가한 바이오복합재와도 그 기계적 성질과 가공성을 비교하였다. HDF 분말-LDPE 바이오복합재와 HDF 분말-PP 바이오복합재의 인장강도 및 충격강도는 각각 목분이나 왕겨분말을 LDPE나 PP에 충전제로 첨가한 바이오복합재와 비슷한 기계적 강도값을 나타내었다. 바이오복합재의 가공성은 토크를 측정하였는데, HDF 분말-LDPE 바이오복합재와 HDF 분말-PP 바이오복합재는 동일한 기질고분자에 목분이나 왕겨분말을 첨가한 바이오복합재보다 낮은 값을 보였다. 또한, HDF 분말-LDPE 바이오복합재 및 HDF 분말-PP 바이오복합재는 HDF 분말의 입자분포와 상관없이 일정한 가공성을 보였다. 따라서 섬유판 가공 부산물이 첨가된 바이오복합재를 현재 바이오복합재 산업에서 이용되고 있는 바이오복합재를 대처하여 적용할 수 있다고 볼 수 있다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제50권2호
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• pp.134-147
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• 2022

The objective of this study is to determine the effect of fiber direction arrangement and layer composition of hybrid bamboo laminate boards on the physical and mechanical properties. The raw material used was tali bamboo (Gigantochloa apus (J.A. & J.H. Schultes) Kurs) rope in the form of flat sheets (zephyr) and falcata veneer (Paraserianthes falcataria (L) Nielsen). Zephyr bamboo was arranged in three layers using water-based isocyanate polymer (WBPI) with a glue spread rate of 300 g/m². There were variations in the substitution of the core layer with falcata veneers (hybrid) as much as two layers and using a glue spread rate of 170 g/m². The laminated bamboo board was cold-pressed at a pressure of 22.2 kgf/cm² for 1 h, and the physical and mechanical properties were evaluated. The results showed that the arrangement of the fiber direction significantly affected the dimensional stability, modulus of rupture, modulus of elasticity, shear strength, and screw withdrawal strength. However, the composition of the layers had no significant effect on the physical and mechanical properties. The bonding quality of bamboo laminate boards with WBPI was considered to be quite good, as shown by the absence of delamination in all test samples. The bamboo hybrid laminate board can be an alternative based on the physical and mechanical properties that can meet laminated board standards.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권3호
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• pp.197-205
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• 2011

본 연구에서는 마이크로 입자의 셀룰로오스를 1,400 bar의 압력에서 고압 호모지나이저(high-pressure homogenizer)를 이용하여 직경이 약 50~100 nm의 셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유 현탁액을 감압 여과하여 고강도 나노종이를 제조하였다. 용매 및 필름캐스팅법을 이용하여 나노섬유를 hydroxypropyl cellulose (HPC)와 polyvinyl alcohol (PVA) 수지에 보강 및 분산시켜 복합필름을 제조하였다. 고압 호모지나이저 통과 횟수를 2, 4, 6, 8까지 점점 증가시켰을 때, 나노종이의 인장강도가 매우 높았으며 통과횟수가 증가할수록 직선적으로 크게 향상되었다. 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl-triethoxysilane (PFDTES)로 나노종이를 화학 적 개질한 결과, 나노종이의 기계적 강도와 내수성이 크게 향상되었다. 셀룰로오스 나노섬유를 HPC와 PVA 수지에 중량대비 1, 3 및 5%로 보강시켰을 때, HPC와 PVA 복합필름의 기계적 강도가 크게 향상되었다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.153-160
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• 2022

목재 섬유 기반의 셀룰로오스 나노피브릴(cellulose nanofibrils, CNF)은 생체적합특성이 우수하여 조직 공학용 스캐폴드, 약물 운반체, 상처 치유용 겔 등의 생체 의료 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 하지만, 셀룰로오스 나노피브릴은 상대적으로 약한 기계적 강도를 나타내기 때문에 높은 기계적 특성을 요구하는 응용 분야에 사용되기 어렵다는 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 셀룰로오스 나노피브릴의 기계적 강도를 향상시키기 위해 TEMPO (2,2,6,6-tetramethylpiperidin-oxyl) 산화 처리된 셀룰로오스 나노피브릴에 금속 양이온을 도입하여 금속-카르복실레이트 배위 결합을 가지는 하이드로겔을 제조하였다. 또한, 큰 진폭 진동 전단(large amplitude oscillatory shear) 측정과 Live/Dead 세포 시험을 통해 하이드로겔의 비선형 점탄성 거동과 세포 생존 능력을 분석하였다. 특히, 첨가된 금속염의 종류에 따라 세포의 증식 및 생존 능력이 변화하였고, 이는 하이드로겔들의 유변 물성 특성에도 영향을 미쳤다.