• 한국고분자학회:학술대회논문집
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• 한국고분자학회 2006년도 IUPAC International Symposium on Advanced Polymers for Emerging Technologies
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• pp.290-290
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• 2006

The toughening mechanisms of polypropylene (PP) containing 9.2 vol % of calcium carbonate ($CaCO_{3}$) nanoparticles were investigated using optical microscopy and transmission electron microscopy. Double-notch four-point bending (DN-4PB) Charpy impact specimens were utilized to study the fracture mechanism(s) responsible for the observed toughening effect. A detailed investigation reveals that the $CaCO_{3}$ nanoparticles act as stress concentrators to initiate massive crazes, followed by shear banding in PP matrix. These toughening mechanisms are responsible for the observed improved impact strength.

• 공업화학
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• 제33권4호
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• pp.386-393
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• 2022

본 연구에서는 실란 커플링제 옥틸트리메톡시실란(octyltrimethoxysilane, OTMS)을 사용하여 친수성 탄산칼슘(CaCO₃) 나노입자의 표면을 개질하였으며, OTMS에 의한 CaCO₃ 나노입자의 표면 개질은 FT-IR, DSC, XRD XPS 및 TGA 분석을 통하여 확인하였다. 또한 부유 시험과 접촉각 측정을 통하여 OTMS 농도가 CaCO₃ 나노입자의 표면 소수성 변화에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 부유 시험 결과에 따르면 1 wt% OTMS 농도 조건에서 측정한 active ratio 값이 97.0 ± 0.5%로서, OTMS가 CaCO₃ 나노입자 표면을 매우 효율적으로 소수화 개질하는 실란 커플링제임을 알 수 있었다. 또한 OTMS로 개질된 CaCO₃ 나노입자 1 wt%를 함유하는 수용액에 대한 기포 안정성 측정 결과, OTMS 농도가 1 wt%인 조건에서 가장 안정한 기포가 생성되며, 접촉각은 91.8 ± 0.7°임을 확인하였다. 또한 동일한 1 wt% OTMS 농도 조건에서 에멀젼 입자 크기가 가장 작은 안정한 상태의 에멀젼이 형성됨을 확인하였다. 이러한 결과들은 OTMS로 개질된 CaCO₃ 나노입자가 다양한 산업 응용 분야에서 기포 안정화제 및 에멀젼 유화제로서 적용이 가능함을 의미하는 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.714-719
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• 2017

입자의 크기와 형상을 제어할 수 있는 무기물질의 제한된 제조방법은 나노입자와, 의료, 전자부품, 반도체, 의약품, 화장품 등과 같은 다양한 산업영역에서 신물질을 개발하는데 중요한 요소이다. 탄산칼슘은 수많은 활용성 때문에 산업에서 가장 많이 주목받고 있는 물질중 하나이다. 용액결정화는 용액으로부터 녹아 있는 용질을 순수한 고체 형태로 추출하는 분리 공정으로, 화학공업과 제약공업 등에 널리 적용되어, 사용되고 있는 분리공정 중에 하나이다. 입자의 평균입경과 입도분포, 형상은 연속식 결정화기에서 중요한 요소이다. 본 연구에서는 연속식 결정화기에서 염화칼슘 공정으로 탄산칼슘 입자를 제조할 때, 정상상태에서 탄산칼슘 입자의 입도분포와 입경변화에 대하여 연구하였다. 입자의 평균입경과 입도분포는 입도분석기를 이용하여 측정하였으며, 입자의 형상과 크기는 전자현미경(SEM)을 이용하여 변화를 관찰하였다. 정상상태에서, 주입되는 시료의 농도와 혼합속도가 증가 할수록 입자의 평균입경은 증가하고, 제조되는 입자는 aragonite 보다는 calcite 입자가 주로 생성된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.332-340
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• 2023

이 연구는 나노 입자의 혼입이 시멘트 모르타르의 파괴인성치에 미치는 영향을 조사하였다. 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT), 나노실리카 (nanosilica. NS), 그리고 나노 탄산칼슘 (nano calcium carbonate, NC)가 각각 혼입된 시멘트 모르타르의 3점 재하 휨강도, 압축강도, 슬럼프 실험을 수행하였다. 물시멘트비, 잔골재시멘트비가 각각 0.45, 1.5인 모르타르에 19.5 mm 강섬유가 0, 2 vol.% 혼입된 시멘트 모르타르를 사용하였다. 나노 입자 혼입은 시멘트 모르타르의 파괴인성치와 압축강도를 일부 향상시켰다. 그러나 강섬유가 보강된 시멘트 모르타르의 경우 나노 입자 혼입은 모르타르 유동성을 저하하여 강섬유의 분산도에 부정적 영향을 초래하여 오히려 파괴인성치를 감소시키는 결과를 확인할 수 있었다. 나노 입자의 혼입으로 인한 모르타르의 유동성 저하를 개선할 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.

• Advances in materials Research
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• 제5권2호
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• pp.121-130
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• 2016

In an attempt to reach a balance of performances in homo-polypropylene based system, the effects of single and hybrid reinforcements inclusions comprising calcium carbonate nanoparticles (2, 4 and 6 phc) and glass fibers (10 wt.%) on the mechanical and thermal properties were investigated. Different samples were prepared by employing twin-screw extruder and injection molding machine. In morphological studies, the uniform distribution of glass fibers in PP matrix, relative adhesion between glass fibers and polymer, and existence of nanoparticles in polymer matrix were observed. $PP/CaCO_3$ (6 phc) as compared to pure PP and PP/GF had superior tensile and flexural strengths, impact resistance and deformation temperature under load (DTUL). $PP/GF/CaCO_3$ (6 phc) composite displayed comparable tensile and flexural strengths and impact resistance to neat PP, while its tensile and flexural moduli and deformation temperature under load (DTUL) were 436%, 99% and $26^{\circ}C$greater respectively. The maximum impact resistance was observed in $PP/CaCO_3$(6 phc). The highest DTUL was perceived in PP hybrid nanocomposite containing 10 wt.% glass fiber and 4 phc $CaCO_3$ nanoparticle.

• Macromolecular Research
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• 제15권2호
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• pp.95-99
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• 2007

The most recent developments in two areas: (a) synthesis of inorganic particles with control over size and shape by polymer additives, and (b) synthesis of inorganic-polymer hybrid materials by bulk polymerization of blends of monomers with nanosized crystals are reviewed. The precipitations of inorganics, such as zinc oxide or calcium carbonate, in presence and under the control of bishydrophilic block or comb copolymers, are relevant to the field of Biomineralization. The application of surface modified latex particles, used as controlling agents, and the formation of hybrid crystals in which the latex is embedded in otherwise perfect crystals, are discussed. The formation of nano sized spheres of amorphous calcium carbonate, stabilized by surfactant-like polymers, is also discussed. Another method for the preparation of nanosized inorganic functional particles is the controlled pyrolysis of metal salt complexes of poly(acrylic acid), as demonstrated by the syntheses of lithium cobalt oxide and zinc/magnesium oxide. Bulk polymerization of methyl methacrylate blends, with for example, nanosized zinc oxide, revealed that the mechanisms of tree radical polymerization respond to the presence of these particles. The termination by radical-radical interaction and the gel effect are suppressed in favor of degenerative transfer, resulting in a polymer with enhanced thermal stability. The optical properties of the resulting polymer-particle blends are addressed based on the basic discussion of the miscibility of polymers and nanosized particles.

• International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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• 제9권4호
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• pp.71-73
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• 2008

The development of polymer/inorganic nanocomposites has attracted a great deal of interest due to the improved hybrid properties derived from the two different components. Various nanoscale fillers have been used to enhance polymer mechanical and thermal properties, such as toughness, stiffness, and heat resistance. The effects of the filler on the final properties of the nanocomposites are highly dependent on the filler shape, particle size, aggregate size, surface characteristics, polymer/inorganic interactions, and degree of dispersion. In this paper, we describe the influence of different $CaCO_3$ dispersion methods on the thermal properties of polyethylene terephthalate (PET)/$CaCO_3$ composites: i.e., the adsorption of $CaCO_3$ on the modified PET surface, and the hydrophobic modification of the hydrophilic $CaCO_3$ surface. We prepared PET/$CaCO_3$ nanocomposites using a twin-screw extruder, and investigated their thermal properties and morphology.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.248-249
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• 2014

Photocatalytic cement is receiving attention due to its high oxidation power that oxidizes nitrogen oxides (NOx), thus contributing to clean atmospheric environment. However, there has not been a thorough investigation on durability of a parent material, cementitious material, as a result of photocatalytic reactions. In this study, durability of photocatalytic cementitious materials exposed to nitrogen dioxide (NO₂) gas was examined. Titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles containing cement paste samples were exposed to cycles of NO₂ with UV light, followed by wetting and drying to simulate environmental condition. The surface of samples was characterized mechanically, chemically, and visually during the cycling. The results indicate that the photocatalytic efficiency decreased with continued NO₂ oxidation due to calcium carbonate formation. The pits found from SEM demonstrate that chemical deterioration have occurred, such as acid attack or leaching. In conclusion, the photocatalytic reactions and its product could alter cementitious materials chemically and mechanically which could further affect long-term durability.

• Elastomers and Composites
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• 제44권1호
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• pp.22-33
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• 2009

최근에 나노충전제를 낮은 부피 분율로 보강한 엘라스토머-나노복합체는 흥미 있는 물성 때문에 관심을 크게 불러 일으켰다. 특히 층화 규산염 클레이(clay), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유, 탄산칼슘, 금속 산화물 또는 실리카 나노입자 등과 같은 나노충전제를 탄성체에 혼입하면 기계적 물성, 내열성, 동적 기계적 물성, 화염지연성, 차단성 등이 크게 향상된다. 나노복합체의 물성은 크게 고분자 기질, 나노충전제의 성질과 이들의 혼입 방법에 좌우한다. 탄성체 기질 내에 나노충전제들의 균일한 분산은 원하는 물리적 특성과 기계적 특성을 얻기 위한 일반적 필수조건이다. 본 논문은 층화 규산염, 실리카(silica), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유와 여러 가지 다른 나노입자로 보강된 탄성체 나노복합체의 현재 개발 현황을 소개하였다.