• 제목/요약/키워드: 천연고분자

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이산화탄소 저감형 생분해성 고분자 (Carbon Dioxide-reducible Biodegradable Polymers)

  • 이원기
    • 청정기술
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    • 제17권3호
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    • pp.191-200
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    • 2011
  • 재생 가능한 자원으로 만들어지는 천연고분자, 바이오 고분자 및 합성고분자들은 지속가능하며 환경 친화적인 플라스틱으로 21세기 화두가 되고 있으나 많은 양의 썩지 않는 석유화학 유래 플라스틱이 사용되고 있다. 최근 들어 세 가지 관점에서 생분해성 고분자들이 많은 관심을 받고 있다: 1. 채취하기 쉬운 자원의 고갈에 따른 석유제품의 가격상승, 2. 폐플라스틱에 대한 환경 및 경제적인 관심, 3. 석유화학 유래 재료의 제조에 따른 이산화탄소배출. 이러한 관점에서 제조공정상에서 이산화탄소를 저감할 수 있는 poly(hydroxy alkanoate)나 poly(lactide)와 같은 생분해성 고분자에 대한 상업적 응용에 대한 관심이 고조되고 있다. 이들 고분자들은 초기분해가 진행됨에 따라 급격히 기계적 물성을 상실하기 때문에 상업적 응용을 위하여서는 분해거동이 중요하다. 본 총설에서는 초기분해속도의 조절을 위한 고분자 개질에 대한 최근의 연구동향을 살펴보았다.

과분지 폴리글리세롤(HPG) 강화를 통해 기계적 물성이 향상된 새로운 천연 고분자 기반 자성 하이드로젤의 제조 (Preparation of Novel Natural Polymer-based Magnetic Hydrogels Reinforced with Hyperbranched Polyglycerol (HPG) Responsible for Enhanced Mechanical Properties)

  • 장은혜;장지수;권세현;박정현;정유정;정성욱
    • 청정기술
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    • 제29권1호
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    • pp.10-21
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    • 2023
  • 천연 고분자 이중 네트워크를 기반으로 하는 하이드로젤은 뛰어난 생체 적합성, 낮은 세포 독성, 높은 함수율을 가져 다양한 의학 분야 재료로서 우수한 성능을 가지며 생체 조직 내 표적 약물 전달 시스템에의 응용에도 많은 주목을 받고 있지만 상대적으로 약한 기계적 물성에 의한 한계를 가진다. 본 연구에서는 천연 고분자 산화 알지네이트(alginate di-aldehyde, ADA)와 젤라틴(gelatin)이 형성하는 이중 네트워크 기반의 하이드로젤을 합성하였으며 하이드로젤 내부의 기능기와 수소 결합을 할 수 있는 다량의 수산기(-OH) 기능기를 가지는 과분지 고분자(hyperbranched polyglycerol, HPG)를 0~25%의 범위로 조절하여 첨가하여 최종적으로 기계적 물성이 향상된 천연 고분자 기반 하이드로젤을 합성하였다. 또한, 자철석 나노 입자(Fe3O4 nanoparticles (NPs))를 하이드로젤 내부에 in-situ 방법으로 합성하여 자성이 부여된 천연고분자 하이드로젤의 제조 및 특성 분석을 진행하였다. 결과적으로 Fe3O4 NPs를 도입한 15% HPG 함량의 하이드로젤은 3.8 emu g-1의 포화자화 값을 가지는 초상자성을 보였고, 변형률 67.4%에서 최대 압축 강도 1.1 MPa으로 높은 기계적 물성을 가졌다. 향상된 기계적 물성을 가지는 천연 고분자 기반의 초상자성 하이드로젤은 약물 전달 시스템 및 생체 재료에 매우 중요한 잠재적 용도가 있을 것으로 사료된다.

키토산을 이용한 외과 수술용 봉합사의 항균 가공 (Antibacterial Treatment of Surgical Sutures Using Chitosan)

  • 송민수;윤철수;지동선
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.295-296
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    • 2003
  • 키토산은 셀룰로오스 다음으로 자연계에 많이 존재하는 천연 고분자인 키틴을 탈아세틸화 시킨 것으로서, 많은 아민기를 가지고 있는 것이 특징이다[1]. 키토산은 아민기에 의한 항균성이 뛰어나기 때문에 섬유제품의 항균 가공제로 이용되고 있다. 그러나 키토산은 다른 천연고분자와 마찬가지로 용융가공성이 없기 때문에 섬유, 멤브레인 등으로의 성형은 묽은 산 수용액으로 만든 용액을 가공하는 방법을 이용하고 있다. (중략)

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용융블렌드를 이용한 PCL/Chitosan복합체의 제조 및 특성 (Preparation and Characteristics of PCL/Chitosan Composites by Melt Blend)

  • 윤철수;송민수;지동선
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.163-164
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    • 2003
  • 키토산은 셀룰로오스 다음으로 자연계에 많이 존재하는 천연 고분자인 키틴을 탈아세틸화 시킨 것으로서, 많은 아민기를 가지고 있는 것이 특징이다[1]. 키토산은 아민기에 의한 항균성이 뛰어나기 때문에 섬유제품의 항균 가공제로 이용되고 있다. 그러나 키토산은 다른 천연고분자와 마찬가지로 용융가공성이 없기 때문에 섬유, 멤브레인 등으로의 성형은 묽은 산 수용액으로 만든 용액을 가공하는 방법을 이용하고 있다. (중략)

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1kW급 고분자 연료전지용 통합형 천연가스 개질 수소 제조 시스템의 성능 및 운전 특성 (Performance and Operational Characteristics of Natural Gas Fuel Processor for 1kW Class PEMFCs)

  • 서유택;서동주;서용석;노현석;정진혁;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.17-20
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    • 2006
  • 한국에너지기술연구원에서는 가정용 고분자연료전지 열병합 발전시스템을 위한 통합형 천연가스 연료처리 시스템을 개발해 왔다. 가정용 시스템으로서 필수적인 소형화와 고효율을 현실화하기 위해, 연료처리 시스템의 각 단위 공정 즉 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 공정 등을 이중 동 심관형 반응기에 통합하여 상호 열교환이 용이하도록 반응기를 설계하였다. 현재 시험 운전 중인 Prototype-I 연료 처리 시스템은 1kW급 고분자 연료전지 열병합 발전 시스템에 개질 가스를 공급하기 위해 설계되었으며, 기초 성능은 정격 부하 운전시 열효율 78% (HHV 기준), 메탄 전환율 91%이다. 개질 가스 내 일산화탄소 농도는 고분자 연료전지 전극의 피독을 피하기 위해 10ppm 이하로 유지되어야 하며, Prototype-I 연료 처리 시스템은 백금과 루테늄 촉매를 적용한 선택적 산화 반응기를 통해 개질 가스 내 일산화탄소 농도를 10ppm 이하로 제거하였다. 일반 가정에서는 고분자 연료전지 시스템의 부하 변동이 예상되기 때문에 연료 처리 시스템의 부하 변동 운전 특성도 살펴보았다 정격 부하에서 80%, 60%, 40%로 부하를 변동하며 운전하였고, 각 부하에서 안정한 메탄 전환율과 10ppm이하의 일산화탄소 농도를 보였다. 80%까지는 열효율이 77%로 큰 변화를 보이지 않았으며, 60%에서는 76%, 40%에서는 72%로 열효율이 감소하는 현상을 보였다 연료 처리 시스템의 일일 시동-정지 운전시 내구성을 테스트 중이다. 현재까지 50여회의 일일-시동 정지를 시도하였다 시동 후 약 세 시간가량의 정력 부하 운전을 실시한 후 부하 변동을 실시하였고, 총 운전 시간 8시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다

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Polysulfone 분리막을 이용한 이산화탄소와 메탄의 투과특성 (Transport Properties of carbon Dioxide and Methane through the Polysulfone Membrane)

  • 황승욱;김현준;홍석인
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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    • pp.24-25
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    • 1994
  • 고분자 분리막을 통한 메탄과 이산화탄소의 분리는 천연가스에서 불순물로 작용하는 이산화탄소를 분리시켜 천연가스의 순도를 향상시키는데 활용할 수 있으며, 바이오가스나 제철소 폐가스로부터의 이산화탄소의 분리, enhanced oil revovery 공정에서의 이산화탄소의 분리, 그리고 지구 온난화의 원인이 되는 대기중의 이산화탄소 농도의 감소등에서 활용될수 있다. 이러한 분리막 공정은 여러 혼합기체에 대해 단순하고 간편하며 에너지 소비가 적다는 장점에 의해 기체분리에 효과적이고 응용성있는 공정으로 대두되고 있는데, 그 중에서도 분리막의 투과도(Permeability)와 선택도(Selectivity)를 동시에 높일수 있는 새로운 막재료의 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해 고분자 구조를 화학적으로 변화시키는데, 이 경우에는 고분자의 구조 변화와 투과특성간의 관계를 밝히는 것이 매우 중요하다.

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Biomimetics를 응용하는 천연섬유기술〈Silk를 중심으로〉

  • 남중희
    • 한국잠사학회:학술대회논문집
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    • 한국잠사학회 2003년도 제46회 춘계 학술연구 발표회
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    • pp.24-25
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    • 2003
  • 20세기는 여러 분야에서의 발명과 발견으로 오늘날의 과학기술시대를 발전시켰다. 특히 석유화학을 축으로 한 고분자 재료와 기능성 고분자 재료 제품의 개발로 풍요로운 생활을 이루었으나, 한편으로는 환경과 에너지는 심각한 문제를 남긴 채 오늘에 이르렀다. 섬유분야에서도 기능성 섬유가 개발되었지만 폴리아미드와 폴리에스테르가 아직도 큰 비중을 갖고 지배하고 있다. (중략)

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가황에 의한 천연고무의 유전분산에 관한연구 (A study on the dielectric dispersion of vulcanized natural rubber)

  • 이준웅;김학주
    • Elastomers and Composites
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    • 제18권2호
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    • pp.51-59
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    • 1983
  • 고분자물질의 유전특성은 고분자의 분자구조를 연구하는데 대단히 중요하다. 황가황에 의한 천연고무의 유전흡수특성을 25[$^{\circ}C$]의 온도에서 주파수영역 10[KHz]부터 32[KHz] 사이에서 연구하였는데, 결과로서 황 4phr 이하의 가황 천연고무에서는 계면분극과 쌍극자 분극에 의한 두종류의 유전손실이 나타났고 황 7phr 이상의 가황 천연고무에서는 쌍극자분극에 의한 손실만이 존재함을 확인하였다. 더욱이 황의 증가로 저주파수쪽으로 이동되는 유전 손실스펙트럼의 최대치 $tan{\delta}$는 황에 의해 변화되며 체적고유저항은 황의 첨가와는 무관하였고 그 크기는 $10^{7}{\sim}10^{11}[{\Omega}{\cdot}cm}]$이였다.

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