• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.285-290
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• 2004

Electro-active polymer, one of smart materials, is a new alternative technology, which can get an ultra precision movements and bio-compatibilty. This paper presents the relationship between elastic modulus and maximum deflection as a key property of maxwell stress effects and also presents the relationship between dielectric constant and maximum deflection as a key property of electro-striction effects in disc-type actuators using segmented PU. To induce equation about distributed load of a disc, we use boundary condition of fully clamped circular plate and to obtain design parameters of a micro-fluidics system, CFD simulation is performed.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권2호
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• pp.180-187
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• 2005

This paper is focused on the development of the flexible electrode for disc-type polymer actuators using Segmented Polyurethane(SPU). This paper consists of two parts. The one is about the mechanical property such as elastic modulus. these parameters mainly affect behaviors of polymer actuators and the other is about the electro-chemical property such as the surface resistance of the composite electrode affects the strength of electrostatic force, results in the deformation of polymer actuators. The Young's modulus was measured by UTM. As result, by increasing the modulus of a body of polymer actuators, the maximum displacement of polymer actuators are decreased. The surface resistance of the electrode was measured by 4 point probe system. Compared with the conductive silver grease, the displacement of polymer actuators using carbon black(CB) composite electrodes is comparably small but CB composite electrode should be the practical approach for the improvement of the performance of all-solid actuators, compared with another types of electrode materials.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1254-1258
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• 2007

Electro-active polymer (EAP), one of the smart materials, is a new alternative offering ultra-precise movements and bio-compatibility. We present the results of the design, fabrication, and performance evaluation of a fabricated diaphragm-type polymer actuator using segmented polyurethane(SPU). This paper illustrates the relationship between the elastic modulus and maximum deflection as a key property of the Maxwell stress effect and also presents the relationship between the dielectric constant and maximum deflection as a key property of the electrostriction effect, especially in polymer actuators using SPU. A diaphragm-type actuator was used to induce an equation of the vertically distributed load by using a fully clamped circular plate as the boundary condition. To verify the equation, the results were compared to the data measured from load cell. In the near future, a low-cost check valves and bio-robot can be applied by its actuators.

• Elastomers and Composites
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• 제40권4호
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• pp.249-257
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• 2005

폴리우레탄 프리폴리머들이 폴리올과 디이소시아네이트로부터 제조되었다. 이온화되지 않은 폴리우레탄 프리폴리머들은 폴리프로필렌 글리콜(PPG, MW:1000), 디메치롤 프로피온산(DMPA)과 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 사용하여 합성되었다. 폴리올과 디이소시아네이트의 몰비를 변화시키면서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머들은 물에 분산된 후 물성을 측정하였다. 실험결과는 프리폴리머가 하드세그먼트 40%, NCO 3.43%, [NCO]:[OH]=1.5:1.0의 조건에서 가장 안정한 분산액을 보여 주었고, 30%의 고형분으로 물에 분산되었다. 폴리우레탄 프리폴리머들은 또한 PPG와 DMPA의 몰비를 변화시키면서 합성되었다. DMPA의 몰비가 높을 때 폴리우레탄 수분산액의 입경은 감소하였다 3가지 종류의 말단기 차단제(blocking agent)를 사용하여 제조된 폴리우레탄 프리폴리머들은 사용된 차단제에 따라 각각 다른 초기 해리 온도를 나타내었고 3가지 종류의 차단제에 대한 해리의 시작은 모두 30분 안에 일어났다.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.602-612
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• 2014

폴리(디메틸 실록산)(PDMS) 성분을 포함하는 폴리우레탄(PU-Si)을 합성하고 이들의 열적 특성과 형상기억 특성을 분석하였다. 이를 위하여 메틸렌디페닐 디이소시아네이트와 1,4-부탄디올을 하드세그먼트(HS) 성분으로 하고, 소프트세그먼트(SS) 성분으로 PDMS 디올과 폴리(테트라메틸렌 에테르 글리콜)(PTMEG) 혼합폴리올을 사용하여 HS 함량이 각각 23%와 32%이면서 PDMS 함량이 다른 PU-Si를 용액중합법으로 합성하였다. HS 함량이 23%인 PU-Si의 경우 PDMS 함량 증가에 따라 SS의 냉결정화온도($T_{cc}$)와 용융결정화온도는 증가하였으나 용융온도($T_m$)에는 변화가 없었다. HS 함량이 32%인 시료들의 경우 PTMEG의 $T_m$이 HS 함량 23%인 시료들보다 약간 높은 온도에서 나타났으며 $T_{cc}$는 관찰되지 않았다. PDMS 성분이 포함된 PU-Si 필름들은 PU에 비해 형태고정성은 약간 좋지 않지만 형상기억 효과는 더 우수하였다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.673-680
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• 2019

GAP 및 GAP-co-BO계 에너지 함유 열가소성 탄성체(ETPE)의 하드세그먼트 함량을 30~45% 범위에서 변화시켜 합성하여 열적 특성 및 기계적 특성을 비교 연구하여 고찰하였다. FTIR 분석 결과로부터 GAP-co-BO계 ETPE와 GAP계 ETPE는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 수소결합을 형성하는 능력이 증가하였으며 GAP-co-BO계 ETPE의 수소 결합 능력이 GAP계 ETPE보다 크게 나타났다. DSC와 DMA 분석 결과로부터 GAP계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 증가하였으나, GAP-co-BO계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트가 증가하여도 유사한 값을 유지하였다. 상온 storage modulus는 GAP-co-BO계 ETPE의 값이 GAP계 ETPE 값보다 더 크게 나타났다. 이러한 거동은 GAP-co-BO계 ETPE 내의 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 강한 상분리 거동의 결과로 볼 수 있다. 그 결과 GAP-co-BO계 ETPE는 GAP계 ETPE보다 더 큰 파단강도와 더 낮은 파단신율 값을 나타냈다.

• 폴리머
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• 제29권2호
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• pp.177-182
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• 2005

4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(MDI)와 폴리에스테르 타입 폴리올인 $Nippollan4010^{(R)}(\bar{M}_n2000)$을 반응시킨 후, 실록산 디아민으로 유기화된 MMT를 반응시킨 다음 1,4부탄디올을 사슬연장하여 디메틸아세트아미드(DMAc) 내에서 고형분 $25\;wt\%$로 조정한 후 폴리우레탄/MMT 나노복합체를 합성하였다. 이러한 나노복합체는 점토의 실리케이트 층간에 실록산 주사슬들이 효과적으로 삽입된 형태를 가짐으로써 단순히 혼합되어 분산된 경우보다 박리 효과가 우수할 것으로 예상할 수 있다. 실험 중 반응 정도는 FT-IR로 확인하였으며, 분산 및 박리정도는 X-선회절(XRD)와 투과 전자 현미경(TEM)으로 관찰하였으며, 인장강도는 UTM을 이용하여 측정하였다. 열적 성질은 열무게 분석(TGA)을 이용하였으며, 그 외 접촉각을 측정하여 표면에너지의 변화를 확인하여 보았다. XRD와 TEM분석 결과 폴리우레탄/친유성 MMT 나노복합체에 분산된 MMT는 층간 간격이 어느 정도 증가된 삽입된 구조로 되어 있는 것으로 밝혀졌다. 폴리우레탄/친유성 MMT 나노복합체의 인장강도와 탄성률은 폴리우레탄/$Na^+-MMT$ 나노복합체의 그것보다 월등히 증가하였다.

• 공업화학
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• 제10권1호
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• pp.35-40
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• 1999

Hard segment 함량이 35%와 53%로 서로 다른 두 개의 열가소성 폴리우레탄 시료 (각각 TPU-35와 TPU-35)와 이들을 70/30, 50/50, 30/70 wt%로 용융 블렌딩한 조성들이 annealing 온도와 시간에 따라 변화할 수 있는 유리전이온도와 용융피이크, 분자량 및 분자량 분포도의 변화를 관찰하였다. TPU의 $T_g$는 hard segment 함량이 많을수록 높은 값을 보였으며 annealing 온도와 시간에 따라 hard microdomain 구조의 미약한 관계에 의한 용융피이크의 크기와 온도 등이 변하였다. 이는 annealing에 의한 열이 long-range 혹은 short-range segmental motion의 거동, 비결정 microphase 구조의 order-disorder 전이, domain의 크기 및 결정구조의 질서도 등 여러 가지 복합적인 영향을 끼친 결과로 사료된다. 미세 결정의 용융 결과로 나타나는 $T_3$단일 피이크만이 존재하는 annealing 온도는 TPU-35, TPU-44와 TPU-53에 대해 각각 130, 170 및 $180^{\circ}C$이었다. Annealing 온도와 시간에 따른 분자량 및 분자량 분포도 변화 측정에서 TPU-35는 $135^{\circ}C$에서, TPU-44(TPU-35/TPU-53=50/50 블랜드)는 $170^{\circ}C$, 그리고 TPU-53은 $180^{\circ}C$에서 수평균 및 중량평균 분자량의 증가와 더불어 polydispersity(PI)는 감소를 보였다. 이 변화는 같은 조건의 annealing 온도에 따른 용융피이크 변화에서 $T_3$단일 피이크만 남게 되는 annealing온도와 일관성을 보이고 있는데, 이는 이들 시료가 특정한 annealing 온도에서 chain dissociation과 recombination이 동시에 일어나므로써 빚어진 결과로 추측된다.