• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.28 no.2
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• pp.51-57
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• 2021

This paper analyzed the effects of the concentration of nano-silica particles contained in epoxy resin on the thermomechanical properties of the composite materials. The 12nm sized nanoparticles were mixed with epoxy polymer by 5 different weight ratios for the test samples. The glass transition temperature, stress relaxation, and thermal expansion behaviors were measured using dymanic mechanical analyzer (DMA) and thermomechanical analyzer (TMA). It was shown that the nano particle mixing ratios had significant influences on the viscoelastic behaviors of the materials. As the content of the silica particles was increased, the elastic modulus was also increased, while the glass transition temperatures were decreased. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) results played an important role in determining the causes of the property changes by the filler contents in terms of the molecular structures, enabling the interpretations on the material behaviors based on the chemical structure changes.

• Elastomers and Composites
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• v.40 no.1
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• pp.22-28
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• 2005

In this work, the effect of oxygen plasma treatment of nano-scaled silica on the mechanical interfacial properties and thermal stabilities of the silica/rubber composites was investigated. The surface properties of the silica were studied in X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and contact angles. And, their mechanical interfacial properties and thermal stabilities of the composites were characterized by tearing energy ($G_{IIIC}$) and thermogravimetric analysis (TGA), respectively. As a result, it was found that the introduction rate of oxygen-containing polar functional groups onto the silica surfaces was increased by increasing the plasma treatment time, resulting in improving the tearing energy. Also, the thermal stabilities of the composites were increased by increasing the treatment time. These results could be explained that the polar rubber, such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR), showed relatively a high degree of interaction with oxygen-containing functional groups of the silica surfaces in a compounding system.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.12
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• pp.945-952
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• 2020

In this study, the effects of Low Earth Orbit(LEO) environments on the degradation behavior of epoxy nano silica composite materials were investigated. The nanocomposite materials containing silica particles in different weight ratios of 10% and 18% were prepared and degraded in a LEO simulator to compare with the neat epoxy cases. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on the degraded nanocomposites and the activation energies were calculated by Friedman method, Flynn-Wall-Ozawa (FWO) method, Kissinger method, and DAEM (Distributed Activation Energy Method) based on the iso-conversional method. As the results, for the neat epoxy sample cases, it was found that the average activation energy was increased as the degradation was progressed. When the nano particles were mixed, however, the energy increased to the 15 environmental test cycles, and decreased afterwards, meaning that the particle mixture contributed adversely to the thermal degradation. Discussions on the results of the different calculation methods were also given.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2012.03a
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• pp.111-111
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• 2012

나노테크놀로지는 종래의 가공으로는 얻기 힘들었던 섬유가공 효과를 간단하게 할 수 있는 기술이다. 현재 각국의 기능성 나노 가공제를 섬유에 응용하는 나노 테크놀로지는 현재 공업 생산되고 있는 면, 모, 견 등의 천연섬유 및 polyester, Nylon 등의 합성섬유의 원단에 적용하는 데서 출발하고 있다. 이러한 나노기술은 기존의 설비와 물을 사용하는 것이 큰 특징이고, 특별한 기계장치가 필요하지 않으며, 소규모의 실험장비만 있어도 현장투입이 가능한 나노입자의 제조가 가능하기 때문에 대량생산이 용이하고 설비투자는 원칙적으로 필요하지 않는다. 또한, 나노입자의 분산을 제대로 시키면 그 사이즈가 빛의 가시광선 영역의 파장(400~800nm)에 비해 절반 수준이하 크기의 입자가 대부분을 차지하기 때문에 염색성, 태의 변화가 적어 앞으로 더욱더 나노테크놀로지에 의한 가공이 확대될 것이 예상된다. 특히 유 무기 하이브리드 재료는 용액상태에서 제조되기 때문에 용액 코팅공정의 적용이 가능하여 다양한 코팅에 적극적으로 활용되고 있다. 또한 코팅공정 온도가 상대적으로 낮아서, 유기물의 기능성 발현이 용이하며, 섬유가공에 그대로 적용이 가능하고, 섬유고분자와 내구성 있게 직접 결합이 되어 실용성이 높다 할 수 있다. 또한 나노졸의 형성 시, 혹은 나노졸에 기능성 물질을 첨가함으로서 나노졸과 기능성 물질을 복합화하여 섬유상에 부여하는 것도 가능하다. 최근에 실리카졸의 형성과 성장에 관한 연구는 졸-겔 기술의 발전과 해석 및 상용화에 집중되어 있다. 규산나트륨과 황산 또는 염산을 사용하여 실리카를 생성하는 공정은 tetraethoxysilane (($Si(OC_2H_5)_4$, (TEOS))를 이용하여 합성하는 방법과 달리 대량의 실리카를 경제적으로 생산하는데 방법으로 널리 연구되고 있지만, 많은 연구가 수행되었음에도 불구하고 실리카 졸의 특성, 성장, 제조에 대한 충분한 이해가 이루어 지지 않고 있어, 아직까지 나노크기의 입자를 제조하는 공정에 대해서는 경제성, 효율성, 품질의 균일성이 떨어지는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 연구된 졸-겔 합성기술과 저렴한 원료인 규산나트륨을 이용하여 보다 간단하고 경제적인 방법으로 고부가가치의 다양한 실리카 나노졸을 제조할 수 있는 연구를 하고자 하였다. 이를 위해 규산나트륨 수용액의 특성, 핵 생성에 필요한 규산나트륨 수용액의 산화반응 특성, 그리고 출발용액의 졸겔 반응을 기초로 하여 실리카 졸 형성에 대한 반응물질의 혼합방법, 반응온도, 반응물의 농도, pH등이 최종 실리카 나노졸 제품의 입자 크기와 모양 등에 미치는 영향을 조사하려고 하며 이를 토대로 다양한 크기와 특성을 가진 실리카 나노졸을 제조하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.30 no.1
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• pp.75-79
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• 2006

Silica nanoparticles for polymeric dental restorative composites were prepared by Stober method, and then the effects of surface treatment of silica particles with Lmethacrylofpropyltrimethofsilane $(\gamma-MPS)$ on the dispersity of the silica particles in the organic matrix was investigated. Particles having various average size were prepared by using controlled amounts of tetraethylorthosilicate(TEOS), water, and catalyst and by changing solvent used for reaction. The site of particles prepared by using methanol as solvent was smaller than that prepared by using ethanol as solvent. In addition, the size of particles was increased by decreasing amounts of water and by increasing amounts of TEOS and catalyst. Hydrophobic silica nanoparticles was prepared by reacting hydrophilic nanoparticles with $\gamma-MPS$ to improve interfacial properties with organic matrix. Amounts of $\gamma-MPS$ per unit mass of the particles was increased by decreasing particle size. even though the amount of $\gamma-MPS$ per specific surface area were nearly the same regardless of the particle size. The dispersity of the silica particles in the organic matrix was improved when the surface treated silica particles were used for preparing the polymeric dental restorative composites.

• Composites Research
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• v.33 no.6
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• pp.365-370
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• 2020

The icing formation at aircraft occur problems such as increasing weight of the body, fuel efficiency reduction, drag reduction, the error of sensor, and etc. The viscosity of polyurethane (PU) topcoat was measured at 60℃ in real time to set the pre-curing time. SiO2 nanoparticles were dispersed in ethanol using ultra-sonication method. The SiO2/ethanol solution was sprayed on PU topcoat that was not cured fully with different pre-curing conditions. Surface roughness of SiO2/PU nanocomposites were measured using surface roughness tester and the surface roughness data was visualized using 3D mapping. The adhesion property between SiO2 and PU topcoat was evaluated using adhesion pull-off test. The static contact angle was measured using distilled water to evaluate the hydrophobicity. Finally, the pre-curing time of PU topcoat was optimized to exhibit the hydrophobicity of SiO2/PU topcoat.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.214-214
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• 2003

고체 고분자 전해질에 대한 연구는 1979년 wright와 Armand에 처음 시작된 이래로 지난 20여년간 연구가 계속적으로 지속되고 있다. 전지의 적용되기 위해 전해질이 갖추어야 할 조건중에 이온전도도가 상온에서 10-4 S/cm 이상의 전도도를 나타내야 하지만 지금까지 연구되고 있는 여러 고체 고분자 전해질은 이런 조건을 만족시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이런 상온에서의 이온 전도성을 향상시키기 위해 여러 종류의 실리카와 세라믹 계열의 첨가제를 첨가하여 이온전도성의 향상을 꾀하고자 하였다. 본 연구에서는 고체 고분자 전해질의 host polymer로써 분자량 400,000 의 Polyethylene oxide를 사용하였으며 Lithuim salt로는 Lithium (bisperfluroethylsulfonyl)imide(3M)를 기본적으로 사용하였다. 여기에 가소제의 역활로써 (3-cyanopropyl)methylsiloxane cyclics를 첨가하였고 표면그룹이 CH3와 OH기로 이루어진 기능성 나노 실리카를(<11nm)이용하여 함량별 전기 화학적 특성 및 기본 물성을 측정하였다. 기본적으로 이 네 가지 물질을 유기용매 Acetonitril에 잘 용해하여 Solid Casting방법으로 80-100 마이크로의 복합고분자 전해질을 제조하였다. Homogeneous하고 uniform한 필름 제조하기 위해 9$0^{\circ}C$에서 열처리를 24h 동안 실시하였다. 제조되어진 복합고분자전해질은 XRD를 통하여 결정성을 조사하였고 DSC를 이용하여 유리 전이온도 및 결정화도를 조사하였다. 복합고체고분자의 전기화학적 성질을 평가하기 위해 blocking electrode를 제작하여 임피던스 스펙트로 스코피를 이용하여 이온전도성을 측정하였다. 또한 복합 고분자 전해질의 온도의존성에 대해서도 조사하였다. 또한 실제 전지의 작동구간에서의 전해질의 안정성을 확인하기 위해 LSV를 측정하였고. Li metal을 사용하여 non-blocking electrode를 제작하여 복합고분자 전해질과의 계면저항을 측정하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.558-561
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• 2010

본 연구에서는 나노복합재의 탄소성 거동과 항복응력을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하였다. 나일론 기지와 실리카 나노입자가 포함된 단위 셀 구조로부터 나노입자의 체적분율 변화에 따른 응력-변형률 선도를 등변형률을 적용한 등온등압 앙상블 전산모사로부터 도출하였다. 4%의 변형률 범위에서 나노복합재의 탄성계수를 도출하였고, 이를 이용하여 2% 오프셋 방법으로 항복응력을 예측하였다. 나노입자의 유무에 따른 항복평면의 변화와 고분자 재료에서 나타나는 정수압 효과가 항복평면에 미치는 영향을 확인하기 위해 일축 인장/압축 그리고 이축 인장/압축을 수행하였고, 각각의 경우에 나타나는 나노복합재 내부의 자유체적 변화에 대한 분석을 통해 나노입자의 강화효과를 고찰하였다. 또한 고분자 기지로 인해 발생하는 정수압 효과를 반영한 von-Miss 항복평면을 도출하고, 입자의 체적분율 변화에 따른 항복응력의 예측이 가능하도록 정수압효과에 대한 파라메터를 체적분율의 함수로 근사하였다.

• Membrane Journal
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• v.16 no.2
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• pp.144-152
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• 2006

Elastomer-clay nanocomposite membranes were prepared by melt intercalation mothod with internal mixer. We are used NMR, Ionomer, SEBS (Styrene Ethylene Butadien styrene Copolymer) as elastomer, and modified clay. Gas barrier property of the elastomer-clay nanocomposites membranes were investigated by a gas permeability of $CO_2,\;O_2,\;N_2$ at room temperature. Gas permeability through the elastomer-clay nanocomposite membranes increased due to increased tortuosity made by intercalation of clay in elastomer.

• Composites Research
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• v.34 no.4
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• pp.264-268
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• 2021

In this study, we propose a method for fabricating hydrophobic coatings/films with three-dimensional (3D) hierarchical nanostructured organic/inorganic composite surfaces. An epoxy-based, large-area 3D ordered nanoporous template is first prepared through an advanced photolithography technique called Proximity-field nanoPatterning (PnP). Then, a hierarchically structured surface is generated by densely impregnating the template with silica nanoparticles with an average diameter of 22 nm through dip coating. Due to the coexisting micro- and nano-scale roughness on the surface, the fabricated composite film exhibits a higher contact angle (>137 degrees) for water droplets compared to the reference samples. Therefore, it is expected that the materials and processes developed through this study can be used in various ways in the traditional coating/film field.