• 폴리머
• /
• 제27권6호
• /
• pp.569-575
• /
• 2003

열가소성 수지인 폴리프로필렌 (PP)과 무기나노입자인 몬모릴로나이트 (MMT)의 나노복합재료에 할로젠 계열의 난연제 데카브로모다이페닐옥사이드 (DBDPO)와 클로로파라핀 왁스 (CPW)를 철가하였을 때의 난연특성 향상에 대해 실험하였다. 고분자 수지의 난연특성은 난연제의 첨가뿐만 아니라 나노복합화를 통해서도 향상될 수 있는데, 콘 칼로리미터와 한계산소지수 (LOI)의 측정을 통하여 난연제와 무기나노입자의 함량에 따른 폴리프로필렌/몬모릴로나이트 나노복합재료의 난연특성을 정량적으로 측정하였다. 폴리프로필렌에 난연제 DBDPO와 CPW를 첨가하였을 때, 난연특성이 2배 이상 향상되는 것을 관찰하였으며, CPW가 DBDPO보다 약간 우수한 난연특성을 보였다. 한계산소지수 측정결과 폴리프로필렌에 난연제를 첨가하면 폴리프로필렌의 연소특성이 가연성 영역 (LOI<19)에서 난연성 영역 (LOI>20)으로 전이됨을 확인하였다. 특히, 폴리프로필렌에 몬모릴로나이트를 첨가하여 나노복합화를 하였을 때의 난연특성이 3배 이상 향상되었는데, 이로부터 난연제를 단순히 혼합하는 것보다 몬모릴로나이트를 나노복합화한 후 난연제를 첨가하는 것이 난연특성의 향상에 휠씬 유리하였다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제45권2호
• /
• pp.87-93
• /
• 2010

내화재료는 건축물에서 화재사고로부터 화염을 차단하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 실리콘 고무에 무기계 난연제인 aluminium trihydroxide(ATH, $Al(OH)_3$)와 magnesium dihydroxide(MDH, $Mg(OH)_2$)를 첨가한 복합체를 기계적 교반으로 제조한 후 내화성능향상에 관한 연구를 진행하였다. 내화재료의 열 특성분석을 위해 TGA를 사용하였고, rheometer를 이용해 유변학적 분석을 하였다. 내화특성을 분석하기 위해 gas torch를 이용하였다. 본 연구를 통하여 ATH와 MDH가 첨가되면 실리콘 고무의 내화성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.59-66
• /
• 2003

본 연구에서는 나노기술을 이용하여 에너지 감쇄 기능을 활용한 내진용 감쇄기 개발에 대한 연구를 하였다. 구조물에 사용되는 기존의 유체 감쇄기를 대체하는 무기재료를 이용한 새로운 감쇄기에 대한 기초적 연구를 하였다. 완충역할을 하는 입자로는 미로구조를 가지는 실리카겔을 사용하였으며, 입자에 관련한 작동 유체로는 물을 사용하여 그 효과를 검증하였다. 콜로이드 감쇄기를 구현하기 위해서는 형성된 실리카 겔 입자의 표면을 유기 실리콘 매질을 이용한 소수화 코팅 처리를 하였다. 콜로이드 감쇄기의 이력곡선은 서로 다른 소수화 코팅 처리가 된 입자의 혼합과 소수화 처리시의 분자간 거리에 의해서 조절이 가능함을 알 수 있었다. 콜로이드 감쇄기의 에너지 소산양은 상이한 소수화 처리 정도와 서로 코팅처리량이 서로 다른 재료를 혼합함으로써 제어 할 수 있음을 확인하였다. 기존의 유압 감쇄기에서는 나타나지 않는 이러한 특징은 콜로이드 감쇄기가 충격 흡수 장치로 사용 가능하다는 사실을 입증한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.25-31
• /
• 2009

본 연구의 목적은 기존 흙 포장의 문제점인 장기적인 내구성 결여 및 균열발생을 보완한 친환경적 흙포장재를 개발하기 위한 것이다. 액상형태의 혼합이 용이한 무기질 결합재와 화강풍화토를 첨가량별로 배합하여 일축압축시험 및 투수시험을 실시하였다. 시험결과에 따라 적정 배합비를 산정하고 6가크롬($Cr^{6+}$)검출시험, 재령별 SEM촬영, 동결융해시험을 실시하여 적정성을 검증하였다. 연구 결과, 분말형 무기계 결합재의 배합비는 시멘트:플라이애시:석고의 비율이 각각 50:33:7이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 그리고 6가크롬($Cr^{6+}$) 검출시험결과 6가크롬($Cr^{6+}$)의 발생량이 미미하였고, SEM촬영 결과 재령 3일에 에트린자이트 형성이 확인되어 재료가 화학적으로 조기강도 발현이 가능함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제36권12호
• /
• pp.843-850
• /
• 2014

본 연구는 국내 하수처리장에서 발생하는 감량화/안정화된 소각재를 무기바인더로 재이용하기 위하여 수행하였다. 실험은 무소성 공정으로 진행하였으며, Sewage Sludge Ash를 시멘트, Geobond 등의 바인더와 모래를 혼합하여 페이스트 시편과 몰탈 시편으로 성형하였다. 성형 후 양생과정을 거친 시편을 압축강도를 측정한 결과 KS 기준치 22.54 Mpa ($229.7kg/cm^2$)을 상회하고, 하수슬러지 소각재(SSA) 첨가율은 약 10~40%까지 가능한 것으로 나타나 개발하고자 한 하수슬러지 소각재를 무기바인더인 시멘트, Geobond의 대체 물질로 재활용이 가능함을 입증하였다.

• 통합자연과학논문집
• /
• 제2권3호
• /
• pp.177-184
• /
• 2009

신소재(고분자, 금속, 세라믹)는 기존의 재료와는 다른 우수한 특성과 새로운 기능이 있어 우리 인류 복지에 매우 중요하며 우리는 무한대 생존 경쟁에 몰리고 있다. 이 중 무기고분자는 유기고분자의 단점을 보완하는 동시에 새로운 기능성을 가지므로 산업발전에 매우 중요하다. 다양한 무기고분자의 응용분야 중 세라믹 전구체로의 사용은 첨단 산업 분야에 막대한 발전을 초래하였다. 특히 규소를 함유하는 비산화성 세라믹인 탄화규소 (SiC) 및 질화규소 ($Si_3N_4$) 세라믹은 그 산업적 용도가 다양하다. 규소 고분자는 원료 물질이 값싸고 중합 수율이 높아서 경제적이고, 분자 내 Si와 C 또는 N의 비율을 자유자제로 조정할 수가 있고, 용융성 또는 용해성이 있으므로 성형가공이 가능하며, 세라믹 잔여 수율을 증대시키기 위해서 여러 화학반응에 의해 가교도 시킬 수가 있다. 열분해 조건에 따라서 SiC와 $Si_3N_4$ 등 선택의 조절이 쉬우며, 금속과 섞어서 열분해 함으로서 세멧도 제조할 수가 있다. 이런 종류의 연구는 신소재의 총아인 금속, 고분자, 세라믹 연구들이 함께 어우러진 종합 작품이라 할 수 있겠다. 여러 유형의 유기규소 고분자들을 다양하게 합성해서 그 열분해 과정을 좀 더 면밀히 연구한다면 산업적 응용 가능성은 매우 크리라 기대된다.

• 유기물자원화
• /
• 제30권4호
• /
• pp.67-83
• /
• 2022

바이오차는 바이오매스를 산소가 제한된 환경에서 고온(300~700℃)으로 열분해하여 얻어지는 탄소 함량이 높은 생성물이다. 최근 바이오차는 농업 부산물을 최소화하고 순환 경제의 효율성을 높이는 효과적인 도구로 농업 및 환경 분야에서 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 바이오차를 만드는 재료로 왕겨, 가축분, 보릿짚 등 여러종류의 유기성 부산물이 사용되고 있으며, 약 10% 바이오차 적용(wt/wt)은 작물의 수확량, 토양 탄소 격리량을 높여준다는 연구 결과가 있다. 우리나라 농경지의 경우 논에서 밭으로 토지 이용이 전환되거나 간척으로 인한 갯벌이 논으로 개간되고, 산림에서 밭이나 시설재배지로 개간되는 경우가 발생한다. 그러므로 농경지 전환으로 인한 농경지별 바이오차 적용 효과가 상이할 것으로 판단된다. 그러나 국내에서 농경지 유형별 바이오차 종류와 투입 수준에 따른 토양 탄소저장 연구는 여전히 미흡한 상황이다. 이에 본 연구는 농경지 토양별 바이오차 종류와 투입 수준에 따른 토양 탄소저장과 무기화되어 배출되는 이산화탄소(CO₂) 배출량을 정량적으로 평가하였다. 본 연구에 사용한 재료는 보릿짚, 가축분을 수거, 건조 등 전처리 과정을 거친 후 충남 예산에 있는 바이오차 제조공장 탄화로를 이용하여 TLUD (Top Lit Up Draft) 상향 통풍형 열분해 방식으로 약 500℃에서 제조하였다. Kinetic 모델 적용 결과 토양에 투입된 탄소 무기화는 바이오차를 투입하지 않으면 토양 종류별 8.2~16.5% 비율로 탄소원이 무기화 되어 이산화탄소로 배출되었다. 노지 밭 토양에서 15.5~16.5%로 가장 높았고, 간척지 토양에서 8.2~8.7%로 가장 낮았다. 이는 토양 내 탄소 함량이 높은 토양에서 유기물의 분해가 상대적으로 높아 배출되는 이산화탄소(CO₂)는 탄소 함량에 비례하여 증가하는 것으로 판단된다. 바이오차를 투입한 토양에서 탄소 함량이 증가함에도 상대적으로 무기화되는 비율은 낮아졌다. 국제 바이오차협 회에서는 H:C 비율이 0.7 이하면 100년 이상 토양 내 탄소 격리효과가 있는 것으로 인정되고 있다. 본 연구를 통해 바이오차의 원료물질이 상이한 보릿짚, 가축분 바이오차 간 탄소 무기화에 미치는 영향이 상이할 것으로 판단했지만, 각각의 바이오차 H:C 비율이 0.30~0.39로 0.7 이하임으로 토양에 혼합하였을 때 탄소 무기화의 비율이 낮고 탄소 격리의 효과가 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.261-269
• /
• 2013

이 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 알칼리 활성화제(물유리, 수산화나트륨)를 사용하였다. 또한, 이를 활용하여 철근콘크리트 보에 적용하여 휨성능 평가를 하였다. 주요변수는 W/B, 알칼리 활성화제의 혼입비율, 혼화재의 종류 및 혼입유무로서 총 8개의 실험체를 제작하였으며, 재료 및 구조성능 평가를 위한 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 친환경 무기결합재 콘크리트는 초기 경화속도가 빠르며, 고강도 콘크리트의 가능성을 보였다. 또한, 이를 활용한 철근콘크리트 보는 기존 시멘트를 사용한 철근콘크리트 보와 유사한 거동과 파괴양상을 보였다. 친환경 무기결합재 콘크리트가 시멘트 콘크리트를 대체할 수 있는 기초연구로서 향후 건설소재 및 재료분야에 활용할 수 있을 것으로 사료되며, 이러한 특성을 바탕으로 콘크리트 2차 제품 생산과 구조부재를 PC화하여 활용할 경우 생산성 향상, 공기단축 등 효율이 상승될 것으로 보인다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.557-563
• /
• 2009

이 연구는 수열합성반응을 통해 규사분을 사용한 무기질 다공성 규산칼슘 재료의 특성에 관한 것으로, 다양한 제조과정에 의해 발생하는 규산질 부산물을 사용한 소음 저감용 다공성 경화체 개발을 위한 기초적 자료로 사용하고자 하였다. 오토클레이브 양생 시편의 제조를 위해 다양한 칼슘질 재료를 사용하였고 규산질 재료는 규사분을 사용하였다. 이 연구에서, W/B와 C/S비에 따라 밀도와 강도 특성, 공극의 형태를 위한 현미경, 오토클레이브양생 후의 수화물 검사를 위해 주사전자현미경과 엑스선회절분석을 각각 수행하였다. 측정 결과로 굳지 않은 상태에서 W/B가 증가할 수록 슬러리 밀도는 점점 감소하고 이러한 경향은 굳은 상태에서도 유사하게 나타났다. 압축강도는 C/S비 0.85 시편이 가장 높게 나타났다. 토버모라이트는 C/S비와는 상관없이 모든 시편에서 생성되었다. 공극구조를 확인하기 위해, 기존에 사용되고 있는 다공질 규산칼슘 제품(ALC, 무기질 흡음재)을 비교했다. 관찰 결과, 기존의 무기질 흡음형 다공성 경화체 기공과 유사한 형상을 보였다. 따라서 이러한 결과를 바탕으로 소음저감형 다공성 경화체의 개발 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.581-589
• /
• 2020

본 논문에서는 수화반응이 가능한 결정성장형 무기재료를 사용하여 고상 캡슐을 제조하였으며, 고상 캡슐 혼합에 따른 자기치유 모르타르의 품질 및 역학적 치유 특성을 평가하였다. 고상 캡슐은 시멘트 질량에 대하여 5% 혼합하였다. 압축하중 재부하 실험결과 Plain의 자연 치유 효과에 대하여 평균적으로 약 20% 수준을 향상시키는 것으로 나타났으며, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 휨하중 재부하 실험결과, 탄성범위의 경우 치유재령 7일에 약 79% 및 치유재령 28일에 98%의 치유율이 나타났다. 이러한 결과를 통하여, 고상 캡슐의 치유성능은 투수시험에 의한 내구적 특성 외에도 강도와 같은 역학적 치유 특성에도 영향이 있는 것으로 판단되며, 고상 캡슐의 혼합에 따라 강도가 감소하는 경향이 있으므로 이에 대한 보완이 필요하다고 판단된다.