• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.23-36
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• 2008

고분자-점토 나노복합체는 소량의 점토를 사용하여 큰 기계적 물성향상을 나타내 많은 관심을 끌고 있는 분야이다. 층상 구조를 갖고 있는 점토를 고분자 matrix에 분산하는 과정으로 요약할 수 있는 고분자-점토 나노복합체 제조는 친수성 점토 표면을 조절하는 기술, 점토의 물리적 성질을 이용하는 무기재료에 관한 지식, 고분자 합성, 고분자 유변학, 고분자 용액 거동, 기계적 물성이 복합적으로 작용하는 계이다. 이러한 복잡성을 설명하기 위해, 이 총설에서 점토 종류와 그 특성을 설명하였다. 또한 점토 특성과 고분자-점토 나노복합체 제조 방법의 연관성에 대해 설명하고, 제조된 복합체의 구조 분석과 방법에 대해 설명하였다. 그리고 복합체의 특징적인 물성을 분류한 후 그 물성과 복합체의 구조를 연관하여 살펴보았다. 마지막으로 최근의 연구 경향과 향후 연구 경향을 제시하였다.

• 폴리머
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• 제34권4호
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• pp.326-332
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• 2010

Poly(amic acid)(PAA), poly(o-hydroxyamide)(PHA) 및 층상형인 유기화 점토를 블렌딩하여 나노복합재료 필름을 제조하였다. PAA/PHA 나노복합재료들의 모폴로지를 연구하기 위해 XRD, SEM 그리고 TEM을 사용하였으 며 DMA, TGA, UTM, LOI 및 PCFC를 이용하여 나노복합재료들의 기계적, 열적 성질 및 난연성을 조사하였다. 유기화 점토는 PAA/PHA 매트릭스에 잘 분산되어 박리 및 삽입형 모폴로지를 보였다. PAA/PHA 블렌드에 3 wt% 유기 화 점토를 첨가함으로써 PAA/PHA 블렌드의 초기 모듈러스가 약 48% 향상된 3.68 GPa까지 증가하였다. 유기화 점토 함량이 4 wt% 이상에서는 초기 모듈러스와 인장강도가 모두 감소하였는데 이는 PAA/PHA 매트릭스에 대한 유기화 점토의 뭉침 현상 때문인 것으로 유추된다. 유기화 점토의 함량이 3 wt% 이하일 때 PAA/PHA 나노복합재료들의 열 안정성 및 난연 특성들은 유기화 점토의 함량이 증가함에 따라 증가하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권2호
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• pp.46-67
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• 2014

국보 제285호 울주 대곡리 반구대 암각화 지역에서 새로이 확인된 공룡발자국 화석층의 퇴적특성과 고환경에 대한 연구를 바탕으로 이 화석층의 자연사적 가치를 분석하였다. 반구대 화석층은 전기백악기 말의 대구층에 해당하며, 연구지역의 화석층에서는 20여 개 층준에서 조각류 발자국 43개, 용각류 발자국 36개, 수각류 발자국 2개 등 80여 개의 공룡발자국이 확인되었다. 공룡발자국 화석층은 불규칙한 엽층리를 이루는 실트스톤과 이암의 교호층, 석회질의 사질 내지 실트질이암, 얇은층으로 발달한 응회질사암, 수평 내지 사엽층리가 발달한 사암, 얇은층 내지 중간층의 점이층리가 발달한 사암 등 5개의 퇴적상으로 구분되며, 이들 퇴적상은 충적평원의 층상범람퇴적층으로 해석된다. 이들 퇴적층에서는 다양한 형태의 연흔과 건열, 우흔, 무척추동물의 생흔 등이 관찰되며, 파랑연흔들의 연흔정선 방향이 분산되어 나타남이 특징이다. 공룡발자국은 성층면에서 진흔, 하흔, 상흔, 캐스트 등 다양한 상태로 나타나며, 퇴적층 단면에서는 눌림구조의 형태로 나타난다. 성층면에서 관찰되는 공룡발자국들의 보행방향은 특정 방향으로 편향되지 않고 분산되어 나타남이 특징이다. 반구대 암각화 지역에 공룡이 서식하였던 백악기 당시, 이 일대의 기후는 건기와 우기가 반복적으로 발달하는 아건조성의 기후 조건이었으며, 간헐적으로 오랜 가뭄이 발달한 것으로 해석된다. 공룡발자국은 우기 시의 범람 이후에 평원에 형성된 작고 얕은 웅덩이들 주변에 공룡들이 모여들면서 반복적으로 보존된 것으로 해석된다. 연구지역 퇴적암층 내에서의 공룡발자국 화석의 높은 산출빈도는 대곡천 일대에 분포하는 백악기 퇴적암층이 한반도 공룡시대의 고생태와 고환경을 이해하는 데에 매우 유용한 지질 및 고생물학적 기록임을 지시해주는 것으로, 반구대 암각화의 세계유산으로서의 가치 제고를 위해 대곡천 일대의 공룡발자국 화석층에 대한 보다 다각적이고 복합적인 퇴적지질 및 고생물학적 연구가 뒷받침되어야 할 것이다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제1권2호
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• pp.105-112
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• 1994

수리지질계에서 지질매체에 따른 오염물질들의 분산 거동을 알아보기 위하여, 흡착 오염물질로서 Sr과 비흡착 오염물질로서 Cr-EDTA를 대상으로 화강암질암에 대한 흡착 및 확산실험을 수행하였다. 분리된 광물 및 파쇄된 암석에 대한 Sr 흡착은 pH가 증가함에 따라 더불어 증가됨을 보여준다. 또한, 용액내의 NaCl의 농도가 증가하면서 이온세기가 높아지게 되면, 시료에 흡착되는 Sr의 양은 급격히 감소하였다. 분리된 광물 시료 중에서는 흑운모와 견운모가 석영, 사장석 및 칼리장석과 같은 다른 조암광물에 비하여 Sr을 훨씬 많이 흡착하였는데, 이는 일반적으로 층상 규산염광물들이 다른 조암광물들보다 비표면적과 양이온 교환능력이 훨씬 크기 때문인 것으로 판단된다. 동일한 암석인 경우, 비흡착 물질과 흡착 물질간의 고유확산계수 값에는 거의 차이가 없었다. 이는 암석의 고유확산계수가 암석과 유체 상호간의 화학반응에 거의 영향을 받지 않음을 암시한다. 또한 암석의 고유확산계수는 공극률이 커질수록 큰 값을 보여준다. 암석의 두께가 두터워질수록 전정상정류구간(pre-steady state region)에서의 실험자료와 이론적으로 계산된 곡선 사이와의 불일치 정도는 감소하는 경향을 보여주는데, 이는 사공극 확산효과(dead-end pore diffusion effect)가 암석의 두께가 두꺼워질수록 줄어듦을 의미한다.

• 멤브레인
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• 제27권2호
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• pp.154-166
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• 2017

식품 포장, 전자 기기 등에 활용되고 있는 고분자 기반 기체 차단성 필름은 경량성, 낮은 제조 원가, 높은 가공성으로 인하여 많은 주목을 받고 있다. 특히 전자기기에 활용되기 위하여, 기체 차단 필름은 매우 높은 수준의 기체 차단성을 요구받고 있다. 하지만 현재 수준의 고분자 기반 기체 차단 필름은 다른 소재와 비교하여 상대적으로 높은 수준의 기체 투과유량을 보이고 있다. 따라서 기존의 고분자 필름이 가지고 있는 장점을 유지하면서 더 높은 수준의 기체 차단성을 부여하기 위한 요구가 증대되고 있다. 최근 그래핀 소재는 기체 차단을 위한 2차원 소재로서 각광받고 있다. 그러나 그래핀 소재의 낮은 가공성과 어려운 대면적화 문제 때문에 산화그래핀이 그 대안으로서 떠오르고 있다. 산화그래핀은 높은 종횡비를 가지는 2차원 층상구조의 그래핀에 산소관능기를 함유한 형태로서, 수용성 혹은 극성 용매에 잘 분산되는 성질을 가지며, 따라서 대량 생산에 용이한 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는, 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막을 제조하였다. 폴리이미드는 현재 널리 이용되고 있는 기체 차단성 고분자 중의 하나로서 높은 기계적 강도, 열적 안정성 및 내화학성을 가지고 있다. 본 연구를 통하여 산화그래핀이 함유된 폴리이미드 나노복합막이 기체 차단성을 가지고 있음을 확인하였다. 더 나아가, Triton X-100이나 sodium deoxycholate (SDC) 등의 계면활성제를 나노복합막에 도입함으로써 산화그래핀의 고분자 매트릭스 내에서의 분산성을 향상시켜 기체 차단성을 높이고자 하였다. 그 결과로서, Triton X-100이 도입된 나노복합막이 예상치와 유사한, 향상된 기체 차단성을 보임을 확인하였다. 본 연구를 기반으로 고분자 기반 나노복합막의 기체 차단성 분야로의 활용성이 증대될 것으로 기대한다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.467-472
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• 2011

본 연구에서는 천연물을 이용한 기능성 섬유를 제조하기 위하여 미처리 및 불소화 일라이트를 첨가하여 일라이트/PP 복합섬유를 용융방사로 제조하고 그 물리적 특성을 고찰하였다. 복합필라멘트 형성 시 층상구조를 가지는 일라이트의 윤활특성으로 순수 PP 필라멘트에 비해 복합필라멘트의 직경이 감소하는 현상이 나타났으며, 불소화의 효과로 인한 계면 친화성 향상 및 분산성 향상으로 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트의 직경이 순수 PP 필라멘트의 2/3 정도로 감소하였다. 미처리 및 불소화 일라이트 모두 일라이트/PP 복합필라멘트의 열안정성을 향상시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한, 미처리 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 공정을 거칠 때 절사가 발생하여, 복합섬유로서 활용될 수 없었으나, 불소화 일라이트/PP 복합필라멘트는 연신 후 순수 PP 필라멘트와 비슷한 인장강도를 가지고, 50% 정도 증가한 탄성률을 가지는 것으로 보아 복합섬유로서 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 일라이트/PP 복합필라멘트를 형성 시, 불소화를 통하여 일라이트/PP간의 계면 친화성이 향상되고 고분자 내 분산성은 향상이 되었으나, 층간 결합력이 강한 비팽윤성 일라이트 고유의 성질로 인하여 일라이트의 박리나 PP의 일라이트 내 층간삽입이 충분히 발생하지 않은 것으로 보아 나노복합체가 아닌 마이크로 복합체를 형성하는 것으로 여겨진다.

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.177-182
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• 2006

본 연구는 층상 실리케이트의 한 종류인 MMT (Montmorillonite) 표면의 금속이온을 이온 교환반응에 의해 다양한 구조를 가지고 있는 방향족 암모늄염으로 치환함으로써 내열성이 우수한 친유기성 MMT의 제조 및 이를 이용한 폴리이미드(polyimide) 나노복합재의 특성에 관한 것이다. 도입된 개질제의 구조는 내열성 및 반응성을 고려하여 아민기 및 서로 다른 종류의 알킬기가 도입된 방향족 아민을 설계하였으며, 이를 효과적으로 합성하였다. 합성된 개질제와 MMT와의 이온교환반응을 통하여 표면이 유기화된 친유기성 MMT를 제조하였다. 합성된 친유기성 MMT의 XRD 분석으로부터 층간 거리가 최대 $3.3{\AA}$ 증가된 것을 확인할 수 있었으며, 초기 열분해 온도는 $275^{\circ}C$로서 우수한 내열성을 나타내었다. 폴리아믹산과 제조된 친유기성 MMT와의 복합화를 통하여 폴리아믹산 나노복합용액을 제조하였으며, 이를 탈수 고리화하여 폴리이미드/친유기성 MMT 나노복합필름을 제조하였다. WAXD를 통하여 친유기성 MMT의 분산도를 파악하였으며 또한 친유기성 MMT의 함량에 따른 폴리이미드 나노복합필름의 기계적 특성 변화를 연구하였다.

• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.193-199
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• 1998

초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), process oil(mineral oil) 및 육티탄산칼륨 섬유로 구성되는 입자혼합물을 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 용융 혼합하고, 동일온도 및 5000 psi 조건으로 압축성형을 하여 $200{\mu}m$ 두께의 격리막 시험편을 제조한 후, process oil을 유기용매로 추출하여 PE층 사이에 미세공을 형성시켰다. 본 실험에서 시험편은 고분자와 process oil의 비율(PR)이 0.1 이하에서는 고무상이 되고 0.5 이상에서는 gel상으로 변하기 때문에, PR의 범위를 0.1-0.5 사이로 하였다. 시험편은 비극성 유기용매로 추출한 경우 거의 98%의 process oil이 추출되었으며, PR이 증가함에 따라 무게감소율은 감소하였다. 인장강도는 PR이 0.426인 경우 $31kg/cm^2$을 보였으며, 전해전기저항 값은 PR이 0.186 및 0.426에서 $37m{\Omega}/cm^2$과 $53m{\Omega}/cm^2$이었다. 질소 흡-탈착법에 의한 등온선은 모세관 응축영역을 나타내는 hysteresis를 가졌으며, PR=0.186인 경우 $130m^2/g$의 비교적 큰 표면적을 나타내었다. 이는 SEM의 분석 결과와 마찬가지로 PE배향층 사이에 육티탄산칼륨 섬유가 무작위로 잘 분산되었음을 보여주는 결과이며, host인 PE층 사이에 guest인 육티탄산칼륨 섬유가 층간되어 층상공을 형성한다고 추론할 수 있다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권1호
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• pp.43-52
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• 2014

브롬화 이소부틸 이소프렌 (BIIR) 고무의 점착성에 미치는 나노점토(Cloisite 20A)의 영향을 조사하였다. 고무내 나노점토의 분산성은 SEM, TEM, XRD으로 분석하였다. 나노점토 충전 및 미충전 고무의 열적안정성은 TGA로 분석하였으며, 충전고무에서 열적안정성을 보였다. 또한 나노점토를 첨가하면 보강효과에 의해 고무의 강도가 증가하였다. 나노점토 첨가로 계면간 분자확산 정도는 감소할 것으로 판단되었지만, 본 연구에서 관찰된 분자확산에 의해 형성된 계면의 두께는 분자사슬간 엄킴현상을 유발하는데 충분하여 계면점착력이 증가하는 것으로 나타났다. 계면점착력 증가현상은 일정한 이상 (8 phr)의 나노점토가 첨가되었을 때 나타났다. 나노점토 첨가에 따른 표면특성의 변화를 조사하기 위해 접촉각 측정을 하였는데 큰 변화는 관찰되지 않았다.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.494-499
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• 2013

이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 용융상태에서 furfuryl sulphide를 분지제로 개질 폴리프로필렌(modified polypropylene, m-PP)을 제조하고, 층상 실리케이트와 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)와의 m-PP/나노필러 복합체를 제조하였다. m-PP의 화학구조와 열적 특성은 적외선분광기(FTIR), 시차주사열용량분석기(DSC)를 이용하여 관찰하였다. m-PP의 화학구조는 3100 $cm^{-1}$에서 나타나는 분지제의 =C-H 신축진동피크를 이용하여 확인하였고, 용융온도는 큰 변화를 보이지 않았지만 결정화온도는 $10-20^{\circ}C$ 가량 증가하였다. m-PP/나노필러 복합체의 유변학적 특성과 분산성 및 발포거동은 동적유변측정기, X-선 회절분석기(XRD), 주사/투과전자현미경(SEM/TEM)을 이용하여 관찰하였다. m-PP/나노필러 복합체의 낮은 주파수 영역에서의 복합점도와 용융탄성이 증가하였으며, 전단담화(shear thinning) 효과 또한 증가하였다. 순수 PP와 비교할 때 m-PP와 m-PP/나노필러 복합체의 발포 거동 개선효과가 우수한 것을 확인하였다.