본 연구에서는 고분자중합방법을 이용한 충진제 입도개선 및 구형화를 통해 충진제를 개질함으로써 에폭시복합체의 성능향상을 도모하였다. 개질된 충진제의 입도분포의 측정 결과 고분자비드의 PD(Polydispersity)값이 1.04로 개질전 충진제인 실리카 분말의 PD값 2.6에 비해 입자의 균일도가 상당히 개선된 결과를 가져왔으며 입도의 형태도 구형상을 유지하고 있음을 확인하였다. 실리카에 대한 실란전처리를 실시한 결과 모노머와 실리카의 상용성이 대폭 향상 되는 것을 확인하였으며 가교도 측정 결과 개질된 충진제가 3차원 망상구조를 지니고 있음을 확인할 수 있었다. 에폭시복합체의 성형시 충진제로 인한 유동성의 변화를 측정한 결과, 유동성이 향상됨을 확인하였다. 이상의 결과를 바탕으로 입도분포 개선 및 구형화를 통한 충진제 개질이 에폭시복합체 성능개선을 위한 매우 유용한 방법임을 확인하였다.
에폭시 수지는 취성(brittleness)으로 인한 기계적 강도의 저하가 발생하고 금속 등과 같이 열팽창 계수가 다른 재료와 결합하여 함께 사용하는 경우에 열변형 차이 때문에 부품의 박리나 부분 손상 등이 일어나는 단점이 있다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 강도 및 열안정성을 높이기 위하여 아민기를 가진 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리한 실리카 입자를 에폭시 수지에 첨가하여 강화된 복합재료 시편을 제조한 에폭시 복합재료 시편을 대상으로 분산의 적절성을 확인하고 기계적 특성과 열적 물성을 평가하고자 하였다. 함량 변화에 따른 기계적 특성 변화를 UTM으로 인장강도를 측정한 결과 30-50 MPa의 인장강도 값을 보였다. 실리카 입자가 에폭시 수지 내에 함량에 따라 분산된 정도를 비교하기 위해 SEM 및 EDS 분석을 수행하였다. TMA 분석을 통하여 열팽창계수 및 유리전이온도를 확인하였으며 열충격 실험을 통하여 에폭시 복합소재의 내열안정성을 평가하였다.
The effects of coupling agent on the interface characteristics between epoxy resin and natural zeolite were studied by SEM, optical microscope and universal testing machine (UTM). Epoxy resin as a matrix was diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA)/4,4'-methylene dianiline (MDA)/malononitrile (MN) system and natural zeolite as an inorganic fillet was produced in Korea. With the increment of zeolite content, tensile strength decreased and it was due to the different elastic moduli of two materials. When external stress was loaded on the composites, the stress concentrated on the weakly bonded interface and crack grew easily. To improve the interface characteristics, the surface of the natural zeolite was treated with the silane coupling agent and it was found that the tensile strength was increased. The morphology of the interface showed that the bonding characteristics were modified by coupling agent.
In this paper, the long time breakdown characteristic of the epoxy composite, which is widely used in the insulation system for high voltage application, was estimated with Weibull distribution. In the procedure of the estimation, the short time breakdown characteristics for the epoxy composite specimens, which were made with the variation of hardener and/or filler, were tested firstly. Then the long time voltage-to-time test was implemented. Finally, the long time breakdown voltage of each specimen was estimated with the parameters obtained from the statistical treatment with Weibull distribution. Base on the results, it has been found that the optimal weight ratio of epoxy resin/hardener/filler that has the excellent long time breakdown characteristic was 100/100/65. It was due to the silane treatment which relieves the electric field at the interface between filler and epoxy.
With the contact angle of phase dropping epoxy resin on the inorganic filler(glass plate) surface treated with air plasma, we have studied about the interfacial wettability between epoxy resin and glass plate as a simple model of glass fiber reinforced composite materials. The contact angle on the inorganic filler surface varied with surface treatment conditions. The contact angle significantly depends on plasma treating time and environment temperature in the oven. From the view point of plasma treatment condition in this work, when discharge conditions were pressure 200mtorr, voltage 800V, magnetic flux density 8OGauss, optimum treatment time were proved as 3,4 and 5 minutes for the environment of >$80^{\circ}C$, >$100^{\circ}C$ and >$120^{\circ}C$, respectively.
The reliability of leadframe-based semiconductor package depends on the adhesion between metal and epoxy molding compound (EMC). In this study, the Ag surface was electrochemically treated in a solution containing silanes in order to improve the adhesion between Ag and epoxy substrate. After electrochemical treatment, the thin silane layer was deposited on the Ag surface, whereby the peel strength between Ag and epoxy substrate was clearly improved. The improvement of peel strength depended on the functional group of silane, implying the chemical linkage between Ag and epoxy.
본 연구는 역삼투막의 막오염을 해결하기 위하여 실란-에폭시 층을 형성시킨 다층 표면개질법을 이용하여 역삼투막의 내오염성을 향상시키고자 하였다. Sol-gel법을 이용하여 Octyltrimethoxysilane (OcTES)을 막 표면에 가교를 통해 고분자화 하였으며 n = 8인 OcTES의 알킬기가 자발적인 self-assembly를 통하여 막 표면에 가지구조를 형성시켰다. 그 위에 ethylene glycol diglycidyl ether (EGDE)의 ether기를 ring-opening을 통해 막 표면에 친수성을 부여하여 역삼투막의 내오염성을 향상시키고자 하였다. FE-TEM, AFM을 이용하여 막의 단면 및 표면구조 분석을 하였고 막 표면의 ridge and valley 구조와 OcTES, EGDE의 다층 표면개질로 인한 bridge 구조를 확인하였으며, 거칠기의 증가를 통해 막 표면의 가지가 잘 형성되었음을 확인하였다. XPS를 통하여 막 표면의 화학구조에 대한 관찰과 표면개질이 잘 이루어졌음을 확인하였으며, contact angle 분석을 통해 표면개질막의 표면에 친수성이 부여되었음을 확인하였다. EGDE 표면개질 조건 최적화를 진행한 결과 EGDE 농도는 0.5 wt%, ring-opening 온도는 $70^{\circ}C$가 가장 적합하였고, 내오염성 실험 결과 및 막오염지수(MFI)는 SUL-H10, $PA-OcTES_{1.0}$, $PA-OcTES_{1.0}-EGDE_{0.5}$이 68.7, 60.4, 5.4 ($10E-8hr/mL^2$)로 나타나 다층 표면 개질막의 내오염성이 매우 향상되었음을 확인할 수 있었다.
이 연구에서는 석조문화재 강화제의 처리 효과를 정량적으로 규명하기 위해 화강석분과 포틀랜드시멘트를 이용하여 강도가 낮은 인공 다공질 시료를 제작하고, 여기에 4종의 알콕시실란계 강화제와 아크릴수지, 에폭시수지 등 상업화 된 6종의 강화제를 적용하여 처리 전과 후의 특성을 비교 분석하였다. 실험 결과, Silres BS OH 100은 밀도 및 표면 경도 향상에 효과적이며, 발수성의 SS-101과 친수성의 Site SX-RO는 염풍화에 대해 향상된 내구성을 보였다. Araldite 2020은 물리적 기능 향상에 가장 효과적이나, Syton HT-50 및 Paraloid B72는 낮은 침투율로 인해 표면 일부에 처리효과가 집중되어 전체적으로는 풍화에 취약한 것으로 나타났다.
손상된 석조문화재 보존을 위한 다양한 강화제가 개발되고 있다. 강화제의 종류에는 에폭시계, 이크릴계, 이소시아네이트계, 알콕시실란계 등이 있다. 본 연구에 사용된 강화제는 1T1G_5 wt 0.08 %로 T (TEOS: Tetraethyl Orthosilicate)와 G (GPTMS: 3-Glycidoxy propyl trimethoxy silane)로 알콕시실란계이다. 강화제 처리 결과 처리 전 쇼어경도값이 낮은 높아지며, 색도 변화는 강화제 처리 후 초기에는 약간 어두워지지만 시간이 지남에 따라 원래의 밝기로 환원된다. 초음파 속도 변화는 강화제 처리 후 초기에는 증가하지만 시간이 지남에 따라 약간 감소하여 일정하게 유지된다. 초음파 속도 증가에 대한 효율은 풍화가 많이 진행되어 초음파 속도가 느린 암석일수록 강화효율이 높다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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