복합재료의 열화에 의한 미세한 손상을 실제적으로 관찰하기는 쉽지 않다. 복합재료의 열화는 심각한 blistering이 일어나기 전에 chain scission, oxidation 등의 분자적인 상변화 과정을 거쳐 모재 또는 모재와 강화제 사이의 계면에서 미세한 delamination이 발생하고 성장한다. 복합재료의 열화에 의한 초기 열손상은 기계적인 특성에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 복합재료 부품이 열이나 화염에 단기간 노출되었을 경우 및 경화도에 따른 초음파 투과 특성을 분석하였다. 온도와 시간에 따라 열화 시험을 실시하고 초음파 탐상을 통하여 absorption coefficient를 측정한 결과 열화에 의한 미소 균열과 분자 적인 상변화에 의하여 열화도가 높을수록 높은 absorption coefficient값을 보였다 경화온도를 달리하여 경화된 복합재료의 초음파 탐상 결과 경화 온도가 높을수록 absorption coefficient 값은 높아졌으며 material velocity는 낮아지는 경향을 보였다. 이는 높은 온도에서 경화될수록 수분 및 휘발 성분에 의한 void와 같은 결함이 많이 발생하고 분자 구조적인 측면에서 높은 온도에서 경화된 경우 초음파 흡수율이 높은 망상구조가 형성되기 때문이다.
본 연구에서는 황마/폴리프로필렌 강화 섬유 복합재료를 사출성형 방법으로 제조하였으며, 섬유와 열가소성 기지재의 친화력과 접착력을 향상시키기 위해 말레산 무수물(Maleic anhydride, MA)을 결합제로 사용하였다. 천연 섬유인 황마의 표면처리 관찰을 위해서 주사전자현미경(SEM)과 적외선분광기(FTIR)를 사용하였고, 인장 및 굽힘 특성을 확인하기 위하여 기계적 특성 시험을 수행하였으며, 수분흡수율도 측정하여 비교하였다. 인장 및 굽힘 시험 결과 황마 복합재료(JFRP)는 기지재로 사용된 폴리프로필렌(PP)보다 높은 강도와 탄성계수를 나타내었고, 황마 복합재료의 강도 및 탄성계수는 결합제의 비율을 1~3%까지 증가시킴에 따라 높은 결과를 보였다. 이는 결합제의 비율을 증가시킬수록 섬유와 기지재 사이의 계면접착력을 향상시킬 수 있음을 의미한다.
Autoclaving법으로 제조한 솔잎향미유(pine needle seasoning oil, PNSO) 0~3%(w/w)와 유화제를 2:1(w/w)로 혼합하여 식염수에 용해시킨 후 이를 밀가루와 반죽하여 건면을 제조하였다. PNSO 처리량이 증가할수록 수분흡수율, 부피팽창율, 고형분 용출율은 감소하였으며, 조리시간은 연장 되는 것으로 나타나 적정 처리량은 2~3%(w/w) 수준인 것으로 판명되었다. 한편, 관능검사 결과 PNSO의 처리에 따라 조리면에서 솔잎 고유의 녹색이 나타났으며, 조리면의 표면이 매끈하였고, 쫄깃쫄깃한 rheology 및 texture가 크게 개선되었다. PNSO 2%(w/w) 이상 처리군에서는 조리 후 20~30분이 경과하여도 조리면의 쫄깃쫄깃한 특성이 그대로 유지되어 식당, 단체급식소 등의 대량 취식용으로도 적합할 것으로 판단되었다.
검은버섯분말 3, 5, 7%를 첨가하여 국수를 제조한 후 품질을 분석해 련 결과 최고점도와 최종점도 및 노화도는 무처리보다 버섯첨가구에서 모두 낮은 값을 나타내었으며 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 나타내었다. 버섯분말첨가량이 증가함에 따라 수분흡수율은 약간 증가하였다. 색도는 버섯분말의 첨가량이 증가함에 따라 분말, 반죽, 국수등 모든 처리구에서 명도는 낮아졌으며, 적색도와 황색도는 증가하는 것으로 나타났다. 버섯국수 조리후 중량과 부피는 버섯분말 첨가량이 증가할수록 감소하였으며 국물의 탁도는 감소하였다. 조리면의 물성 측정 결과 버섯분말 첨가량이 증가함에 따라 경도와 부착성은 감소하였으며 응집성은 감소하였다. 조리한 국수의 관능검사 결과, 버섯분말 3∼5%첨가국수에서 높은 값을 나타내어 무첨가 국수보다 우수하였다.
밀가루의 리올로지 특성에 대한 염소처리의 영향을 연구하기 위하여 밀가루 100 파운드당 1, 2 및 4 oz의 액화염소가스를 각각 처리하여 각종 리올로지 특성의 변화를 비교하였다. Farinogram 특성에서 departure time, 수분흡수율, 안정도는 염소처리량 증가에 따라 점증적으로 증가하였으나 MTI는 감소하는 경향을 나타냈다. Extensogram 특성에서 염소처리하지 않은 밀가루는 신장도에 비하여 저항도가 큰 반면, 처리량이 1 oz와 2 oz는 적당한 신장도와 저항도를 갖고 있으므로 제빵에 적합한 반죽특성을 가졌다. Amylogram 특성에서 최고점도시 온도는 염소처리량 증가에 따라 거의 직선적으로 높아지는 경향을 나타냈다. 최고점도는 1 oz 처리시 다소 증가하였고 1 oz와 2 oz 처리는 처리량에 따른 변화는 없었다.
건조한 버섯분말(느타리, 표고)을 밀가루에 3, 5, 7% 첨가하여 반죽의 리올로지와 생면의 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다. 느타리와 표고버섯은 0.04에서 $500\;{\mu}m$까지 비교적 큰 입자분포를 보여 밀가루 입자와는 큰 차이를 보였다. 아밀로그래프상의 호화 개시온도는 버섯분말의 첨가량이 증가함에 따라 점차 증가하였으나, 최고, 최종점도 및 setback는 감소하였다. 패리노그래프상의 수분흡수율 및 반죽형성시간은 버섯분말의 첨가량이 증가함에 따라 점차 증가하였으나 반죽의 안정도는 느타리버섯의 첨가에 의해 감소되었고 표고버섯의 첨가에 의해 증가하였다. 색도는 버섯분말첨가 밀가루 뿐만 아니라 생면에서 식용버섯의 첨가에 따라 L값이 크게 감소하였고 a와 b값은 증가하였다. 생면의 조리후 중량 및 부피는 버섯분말 첨가에 의해 감소하였으며 국물의 탁도는 증가하였다. 조리면의 텍스쳐 측정 결과, 견고성, 응집성, 씹는감, 절단력은 느타리버섯의 첨가에 의해 크게 감소되었으나 표고버섯의 첨가에 의해서는 증가를 보였다. 조리면의 관능검사 결과, 느타리버섯은 3%, 표고버섯은 5% 수준의 첨가시료에서 가장 좋은 품질특성을 나타내었다.
본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.
활성글루텐을 첨가한 쌀가루에 검의 첨가가 쌀가루의 신속점도측정기(RVA) 호화양상과 farinograph 반죽특성에 미치는 영향을 조사하였다. 검의 첨가에 의해 쌀가루의 RVA 최고점도는 증가한 반면 setback은 약간 감소함을 나타내었다. 활성글루텐을 첨가한 쌀가루에 검의 첨가는 farinograph 수분흡수율을 증가시키고 반죽의 안정도를 증가시켜 반죽을 강하게 하는 효과를 부여하였다. 쌀가루에 활성글루텐을 14% 첨가하고 검, 유화제 및 효소제를 복합처리하여 쌀빵을 제조한 후 쌀빵의 부피와 저장 중 경도변화를 조사하였다. 쌀가루에 첨가하는 활성글루텐의 양이 감소함에 따라 쌀빵의 부피가 감소하였지만 검, 유화제 및 효소제를 복합첨가 함으로써 쌀빵의 부피를 현저히 개선시킬 수 있었다. 활성글루텐만을 첨가한 쌀빵은 저장 중에 경도가 급격히 상승하였으나 검, 유화제 및 효소제를 복합첨가하여 제조한 쌀빵은 저장 중에 경도의 증가 폭이 현저하게 감소함을 나타내었다. 따라서 적절한 검, 유화제, 효소제의 복합처리는 쌀빵의 부피와 경도 변화 등 쌀빵의 품질에 매우 긍정적인 영향을 주는 것으로 평가되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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