• 제목/요약/키워드: 화학섬유

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Carbon nanofiber and metal oxide composites for photovoltaic cells

  • 오동현;구본율;배주원;안효진
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.412-412
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    • 2016
  • 염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)는 식물의 광합성원리와 매우 유사한 작동원리를 갖고 있는 전지이며, 간단한 구조, 저렴한 제조단가, 친환경성 등의 등의 장점으로 인하여 많은 관심을 모으고 있다. 이러한 염료감응 태양전지는 빛을 받아들인 염료분자가 전자-홀 쌍을 생성하며 전자는 반도체 산화물을 통해 이동되고 전해질의 산화환원 과정을 통해 염료 분자가 다시 환원되는 순환메커니즘을 따르고 있다. 일반적으로 염료감응 태양전지는 밴드 갭 에너지가 큰 반도체 산화물을 포함하는 작업전극, 산화환원 반응을 통해 전자를 염료로 보내는 전해질, 환원 촉매역할을 하는 상대전극으로 구성되어 있다. 특히, 상대전극으로는 우수한 촉매특성과 높은 전도성을 갖는 백금이 가장 많이 이용되고 있지만 가격이 비싸고 요오드에 취약하기 때문에 상용화에 큰 장애물이다. 따라서, 백금을 대체하기 위해 저가의 탄소나 고분자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 그 중 탄소나노섬유(carbon nanofiber, CNFs)는 높은 표면적과 뛰어난 화학적 안정성으로 촉매효율을 증대시킬 수 있어 촉매물질로서 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 상대전극에 탄소나노섬유기반 복합체를 합성하였고, 성공적으로 저가격 및 고성능의 염료감응 태양전지를 제작하였다. 이때, 지지체인 탄소나노섬유는 전기방사법을 통해 합성하였으며, 수열합성법을 이용하여 금속산화물을 담지하였다. 이렇게 제작된 탄소나노섬유-Fe2O3 복합체는 scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy 통해 구조적, 화학적 특성을 평가하였으며 전기화학적 특성 및 광전변환 효율을 분석하기 위해 cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, 그리고 solar simulator를 사용하였다. 본 학회에서 위와 관련된 더 자세한 사항에 대해 논의할 것이다.

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공유결합을 이용한 무기질 섬유와 제올라이트의 결합 (Binding of Zeolites to Inorganic Fiber using Covalent Linkers)

  • 송경근;유윤종;김홍수;하 광
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권3호
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    • pp.254-258
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    • 2006
  • 휘발성 유기화합물을 제거하는 허니콤 흡착제의 제조 성분인 무기질 섬유에 흡착력이 뛰어난 제올라이트를 화학 결합시켰다. 무기질 섬유를 염산, 황산 또는 플루오르화 수소산 등으로 처리하여 표면의 불순물을 제거하여 제올라이트의 접합 능력을 향상시켰다. 무기질 섬유와 제올라이트의 표면에 매달은 클로로프로필, 아미노프로필 또는 에폭시기 등을 서로 반응시켜 두 물질을 화학 결합시켰으며, 연결 화합물로 고분자 폴리에틸렌이민을 사용하기도 하였다. 결합상태는 전자현미경으로 관찰하였고, BET 표면적 분석을 통하여 제올라이트 접합량을 유추하였다. 폴리에틸렌이민을 사용하면 제올라이트를 무기질 섬유에 많이 결합시킬 수 있었다.

폐플라스틱/폐섬유소 복합체의 기계적 물성 (Mechanical Properties of Plastic Waste/Cellulose Waste Composites)

  • 홍영근
    • Elastomers and Composites
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    • 제38권1호
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    • pp.19-26
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    • 2003
  • 혼합폐플라스틱과 섬유소로서 폐신문지를 혼합하여 복합체를 구성하고 그 기계적인 물성을 조사하였다. 수지-수지 및 수지-섬유소 사이의 계면접착력을 증대시키고자 섬유소와 친화성을 가진 아비틱산을 소량 첨가하였다. 섬유소의 투입량이 많아질수록 인장강도는 플라스틱자체보다 저하되었으며 아비틱산은 강도에 좋은 영향을 주지 못하였다. 파단신장률 및 충격강도는 섬유소만의 투입량에 따라서는 감소하였으나, 섬유소가 적은 양이고 아비틱산이 적게 포함되어 있을 경우에 놀라운 상승을 나타내었다. 물성의 향상은 아비틱산의 화학적인 양면성에 기인한다고 여겨진다.

화학섬유 제조업의 에너지 설비 공급업체 선정을 위한 네트워크 의사결정 분석 모형 (An Analytic Network Process Model to Select Supplier of Energy Production Facility of a Synthetic Fiber Production Company)

  • 최훈;박경수;김재희
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.291-298
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    • 2018
  • 에너지 설비에 대한 공급업체 선정 문제는 화학섬유 기업의 생산 원가를 결정하는 전략적으로 매우 중요한 의사결정 문제 중의 하나다. 본 연구의 목적은 에너지 설비 공급 업체 선정을 위한 합리적인 방법을 제시하는 데 있다. 이를 위해 설비 공급 업체 선정을 위한 평가 요소를 선정하고, 네트워크 의사결정 분석(Analytic Network Process) 모형을 활용하여 계량 및 비계량적 평가 요소들에 대한 가중치를 도출하였다. 이 방법을 통해 설비 공급 업체 선정 평가 요소 간의 상호 연관성을 반영한 보다 정확한 가중치를 산정하고자 하였으며, 실제 에너지 공급 설비 대안들에 대한 우선순위를 산정한 결과 태양광 설비를 가장 적합한 대안으로 선정하고, 이 과정과 결과를 통해 제시된 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

알칼리 표면개질에 의한 poly(vinylidene fluoride) 섬유의 물리적 성질 (Physical Properties of Poly(vinylidene fluoride) Fibers by Alkaline Surface Modification)

  • 정용채;정민;이선화;조재환
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.437-438
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    • 2002
  • Poly(vinylidene fluoride)(PVDF)는 우수한 화학적 특성을 갖는 불소계 고분자로서 엔지니어링 플라스틱, 압전성 소재 및 봉합사용 소재로 이용되고 있다. 최근에는 PVDF의 화학적 개질을 통하여 전도성 고분자나 탄소섬유화 등의 기능성 소재로 만들려는 연구가 흥미롭게 이루어지고 있다. PVDF를 알칼리 처리하여 주쇄에 공액이중결합을 도입함으로써 전도성 고분자용 소재 또는 접착력이 개선된 PVDF 소재를 만들 수 있다. (중략)

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헤테로 구조 나노재료의 가스감응 특성

  • 박재영;최선우;정성현;김상섭
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.34.1-34.1
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    • 2010
  • 국내외적으로 다양한 형태의 저차원 구조 나노재료를 화학센서에 응용하고자 하는 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 현재까지 발표된 많은 연구는 단일 산화물 반도성 재료를 이용한 센서 특성 측정 및 센싱특성 향상 연구가 주를 이루고 있다. 이에 비해 2 가지 이상의 물질로 구성되는 이종접합(heterojuction) 나노재료는 단일 재료에 비해 화학센서로서의 특성을 향상시킬 여러 가능성이 제시되고 있으나, 이러한 이종접합 구조의 가스감응특성에 대한 기본 모델 제시는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 $SnO_2$-ZnO 등의 코아-쉘 구조 나노섬유 및 ZnO-$SnO_2$ 이종접합 구조 나노섬유 나노재료를 제조하였다. 이러한 나노재료의 가스 감응특성을 조사하고 그 결과들을 바탕으로 이종접합 나노재료의 가스 감응특성에 대한 메커니즘을 제시하고자 한다.

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지오멤브레인의 옥외노출시험에 의한 화학저항성 평가 (Assesment of Chemical Resistance of Geomembranes by UV Exposure)

  • 전한용;정구;최준동;박진혁;조성호
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.424-427
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    • 2001
  • 최근에 지오멤브레인, 지오텍스타일 등의 토목합성재료들이 각종 토목공사에 다양한 용도로 사용되고 있고, 그 사용량이 증가함에 따라 이들 재료들의 각종 성능에 대한 평가가 요구되고 있다. 특히 다양한 원료로 제조된 섬유 고분자 재료들을 적용시킨 현장 시스템의 경우 주변환경에 대한 장기 안정성이 요구되며, 주변환경에 대한 안정성은 제조에 이용되는 고분자의 화학조성에 기인한다. (중략)

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산업용 대마의 목부와 인피섬유의 화학 조성 분석 (Chemical characterization of the fast-growing industrial hemp (Cannabis sativa) woody core and bast fiber)

  • 신수정;구본욱;이재원;최인규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.482-484
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    • 2006
  • 대마에 대한 분석 결과, 인피 섬유의 경우 리그닌 함량은 7.6%로 다른 목질계 바이오매스나 일년생 초본류와 비교하여 매우 낮은 리그닌 함량을 나타냈으며 탄수화물 함량은 65.4%로 목질계 바이오매스와 유사하고, 초본류보다는 오히려 높았다. 목부는 리그닌 및 탄수화물 함량이 활엽수와 유사한 경향을 나타내었는데 특히 높은 자일란의 함량이 확인되었다. 또한 회분 함량이 인피섬유와 목부에서 각각 5.0%와 2.3%로 낮은 값을 나타내어 당화 및 발효 공정에 적용될 때 회분에 의한 공정 장애(스케일링 등)의 가능성을 낮추어 줄 것으로 사료되었다. 최종적으로 이러한 화학적 분석을 통해 대체에너지 생산을 위한 자원으로서 대마의 가능성을 확인할 수 있었다.

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임산부산물을 이용한 원예용 혼합상토 개발 (Utilization of Wood by-product and Development of Horticultural Growing Media)

  • 정지영;임기병;김지수;박한민;양재경
    • 원예과학기술지
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    • 제33권3호
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    • pp.435-442
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    • 2015
  • 본 연구는 임산부산물인 톱밥과 목질섬유를 원예작물용 혼합상토 원료로서의 적용가능성을 검토하고자 물리화학적 특성 분석 및 배추 육묘를 위한 종자발아 단계부터 생육과 관련된 실험을 수행하였다. 톱밥 및 목질섬유를 기존 사용되고 있는 피트모스와 물리화학적 특성을 비교 분석한 결과, 총 탄수화물 함량은 톱밥과 목질섬유가 각각 58.9, 41.1%로 피트모스(33.9%)보다 높은 총 탄수화물 함량을 나타냈고, C/N비는 톱밥 425.1, 목질섬유 240.8로 피트모스(56.3)보다 높은 수치를 나타냈다. 또한 피트모스의 무기성분함량은 K($0.02mg{\cdot}100g^{-1}$), Ca($0.57mg{\cdot}100g^{-1}$), Mg($0.13mg{\cdot}100g^{-1}$) 성분만을 소량 함유하고 있으나, 톱밥 및 목질섬유는 작물 재배 시 무기영양보충에 도움을 줄 수 있는 K, Ca, Mg, P성분이 다량 함유되어 있는 것으로 나타났다. 그러나 톱밥은pH 4.8로 피트모스(pH 5.1)와 목질섬유(pH 5.9)에 비해 산성을 나타내었고, 생장저해물질인 페놀성 화합물 함량도 톱밥이 $181.8mg{\cdot}g^{-1}$으로 피트모스 $103.1mg{\cdot}g^{-1}$ 및 목질섬유 $29.8mg{\cdot}g^{-1}$ 비해 높은 함량을 나타냈으며, 톱밥의 공극률 및 수분보유력은 각각 82.5, 47.1%, 목질섬유의 공극률 및 수분보유력은 각각 90.6, 56.2%로서 피트모스의 공극률(89.9%) 및 수분보유력(47.0%)과 유의한 차이를 나타내지 않았다. 톱밥 및 목질섬유를 혼합한 상토에서 작물생육특성을 분석하기 위해 배추를 육묘 하여 발아율, 엽면적 및 초장을 측정한 결과 목질섬유 혼합상토는 피트모스와 유사한 수준의 생육 특성을 나타내었고, 톱밥 혼합상토는 피트모스에 비해 상대적으로 낮은 수준의 생육특성을 나타냈다. 이는 물리적인 특성보다 화학적인 특성, 특히 원료의 pH 또는 생장저해물질의 함량이 작물의 생육에 영향을 미친 것으로 판단된다. 이러한 물리화학적 특성 및 생육 특성의 결과를 고려했을 때, 목질섬유는 피트모스를 부분적으로 대체할 수 있는 혼합상토 원료로서 적합할 것으로 판단된다.

불포화 폴리에스터 (UPR)에 폴리우레탄을 첨가하여 강인성을 부여한 유리섬유 복합소재 (Glass Fiber Composite Material with Polyurethane Toughener in Unsaturated Polyester Resin (UPR))

  • 백창완;장태우;김태희;김혜진;김창윤;김현국;서봉국;임충선
    • 접착 및 계면
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    • 제22권2호
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    • pp.63-68
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    • 2021
  • Unsaturated Polyester Resin (UPR)은 유리섬유와 같은 강화제와 함께 사용되어 복합재료로 사용된다. 열경화성 수지인 UPR은 복합재료의 다양한 성형법 중 생산성이 우수하고 대량생산에 유리한 sheet molding compound (SMC) 성형법으로 산업에서 사용되고 있다. UPR을 기지재로 하는 섬유강화복합재료는 가볍고, 물성이 뛰어난 장점이 있지만 충격에 약하여 깨지기 쉽고, 경화 이후에는 부피가 감소하는 단점이 있기 때문에 강인성과 유연성을 부여할 수 있는 폴리올과 캡핑제를 달리하는 폴리우레탄 4종을 합성하여 첨가하여 그 단점을 극복하고자 하였다.