Electron beam-induced crosslinking of polycaprolactone (PCL) films containing various crosslinking agents (CAs) was investigated in this study. PCL films containing various CAs prepared by a solution casting method were irradiated by electron beams at various absorption doses and the irradiated PCL films were investigated in terms of their crosslinking degree, thermal and mechanical properties, and biodegradability. Based on the results of the crosslinking degree measurement, triallyl isocyanurate was found to be most effective for the electron-beam induced crosslinking of PCL films. The results of the UTM, DMA, and TMA revealed that the thermal and mechanical properties of the crosslinked PCL films were greatly improved in comparison to those of the pure PCL. The results of the enzymatic degradation test revealed that the biodegradability of the crosslinked PCL films was reduced in comparison to that of the pure PCL.
In this study, poly(ethylene-co-vinyl acetate)/magnesium hydroxide (EVA/MDH) composites were prepared by electron beam crosslinking. EVA as a matrix resin and MDH as a flame retardant were melt-blended and compression molded to prepare EVA/MDH composites. The prepared EVA/MDH composites were electron beam-irradiated at various absorbed doses of 50~200kGy. The effects of electron beam irradiation on the gel content, tensile strength, elongation-at-break, thermal properties, and flame retardancy of the composites were investigated. The gel content and tensile strength increased, while the elongation-at-break decreased with an increase in the absorbed dose due to the formation of crosslinked network structures. In addition, the thermal stability and flame retardancy improved as the absorbed dose increased. Therefore, the EVA/MDH composites prepared in this study can be used as an insulation material for flame-retardant and heat-resistant wires and cables.
나일론 12의 열적 거동 및 내마모 특성을 확인하기 위해서 100~600 kGy로 조사선량을 달리 하여 전자선가교 반응을 진행하였다. 가교효과를 증대시키기 위해서 TAC, TAIC, TMPTMA의 가교제를 추가로 사용하였다. 나일론 12는 200 kGy 이상 전자선 가교가 진행되어야 높은 젤화율을 보이며, 조사선량이 증가할수록 결정성이 낮아져 $T_m$과 DSC 피크 면적이 서서히 감소되는 것을 확인하였고, 또한 열분해 온도가 상승하여 열적 안정성이 우수해짐을 확인하였다. 그리고 나일론 12의 내마모 특성도 향상되어 가교 전과 비교하였을 때 마모량, 마모계수가 감소하는 경향을 나타내었고, 마모 표변을 SEM 분석을 통해서 확인하였다. 나일론 12에 첨가된 가교제는 전자선 가교시 우수한 가교 효과를 나타내며, 열적, 내마모 특성을 향상시키는 것으로 확인되었다.
다양한 조성의 ethylene propylene diene rubber(EPDM)/polyamide12(PA12) 용융 혼합물에 전자선 조사를 함으로써 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer, TPE)의 특성을 보이는 소재를 제조하였다. EPDM과 PA12 상 사이의 상용화제로 말레산화 EPDM(mEPDM)을 첨가함으로써 EPDM/PA12 용융 혼합물의 기계적 물성을 향상시켰다. 또한 EPDM/PA12 용융 혼합물에 0~100 kGy의 전자선을 조사함으로써 EPDM 사슬간의 선택적인 가교 반응을 유도함과 동시에 PA12 상으로부터 용융 유동성을 확보할 수 있었다. 결과적으로 EPDM/PA12 용융 혼합물에 mEPDM을 첨가한 후 전자선을 25 kGy 조사함에 의하여 열가소성 용융 거동을 보이면서도 물성 및 탄성체 성질이 우수한 EPDM/PA12 용융 혼합물을 제조할 수 있었다.
The effect of electron beam irradiation on dye sensitized solar cell (DSSC) has been studied to examine degradation of DSSC. The high-energy electron beam irradiation affects on the materials and performance of dye sensitized solar cells. We have checked the effects of electron beam irradiation of $TiO_2$ substrate with and without dye adsorption on the photovoltaic performances of resulting DSSCS and also studied the structural and electrical properties of polymers after irradiation. All solar cells materials were irradiated by electron beams with an energy source of 2MeV at different dose rates of 60 kGy, 120 kGy 240 kGy and 900 kGy and then their photoelectrical parameters were measured at 1 sun $(100 mW/cm^2)$. It was shown that the efficiency of DSSC was decreased as increasing the dose of e-beam irradiation due to lowering in $TiO_2$ crystallinity, decomposition of dye and oxidation of FTO glasses. On the other hand, the performance of solid-state DSSC with polyethylene oxide based electrolyte was improved after irradiation of e-beam due to enhancement of its conductivity and breakage of crosslinking.
전자선 조사 방법을 이용하여 편광필름용 아크릴계 고분자를 가교화시킨 후 이의 점착 특성을 평가하였다. 아크릴 공중합체는 $n$-butylacrylate(BA), 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AA)를 기본 단량체로 하여 다양한 조성으로 중합하였다. 아크릴 공중합체를 25 ${\mu}m$ 두께로 PET 이형필름에 코팅한 후 편광필름에 합지하고 그 위에 전자선을 조사하여 아크릴 공중합체의 가교화 반응을 진행하였다. 모든 아크릴 공중합체는 조사선량 50 kGy에서 93% 이상의 높은 젤분율을 보였으며, 아크릴 공중합체에 도입된 HEMA 단위가 많을수록 높은 가교밀도를 보였다. BA/HEMA/AA(89.5/10/0.5 w/w/w)의 단량체 공급비로 중합된 아크릴 공중합체에 50 kGy로 전자선을 조사하여 얻어진 아크릴 점착제가 가장 우수한 박리력, 내크리프성, 내구신뢰성, 내열빛샘 특성을 보였다. 전자선 조사를 이용한 편광필름용 아크릴계 점착제의 제조 방법을 적용하면 액정 표시장치용 편광필름의 생산성 및 작업성을 크게 개선할 것으로 기대된다.
Silicon-based non-oxide ceramic carbide fiber is one of the leading candidate ceramic materials for engineering applications because of its excellent mechanical properties at high temperature and good chemical resistance. In this study, polycarbosilane(PCS) and zirconium butoxide were used as a precursor to prepare polyzirconocarbosilane (PZC) fibers. A polymer solution was prepared by dissolving PCS in zirconium butoxide (50/50 wt%). This solution was heated at $250^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere for 2 hour with stirring, and then dried in a vacuum oven for 48 hour. PZC fibers were fabricated using an electrospinning technique. The fibers were irradiated with an electron beam to induce structural crosslinking. Crosslinked PZC fibers were heat treated at $1,300^{\circ}C$ in a nitrogen atmosphere. The microstructures of PZC fibers were examined by SEM. Chemical structures of PZC fibers were examined by FT-IR and XRD. Thermal stability of PZC fibers was investigated by TGA.
본 연구에서는 다양한 전류조건하에 전자선 조사로 가교된 리튬 이차전지용 폴리에틸렌 분리막을 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌 분리막의 가교율은 조사량이 증가할수록 그리고 빔 전류가 낮을수록 증가하여 최대 71%까지 증가하였다. 낮은 빔 전류에서 조사된 폴리에틸렌 분리막은 상용 분리막 보다 우수한 열수축률(51%) 및 기계적 특성을 보여주었다. 가교된 분리막의 이온전도도는 $1.01{\times}10^{-3}\;S/cm$와 전해액 함침률(275%)은 조사되지 않은 분리막과 거의 동일하였다.
본 연구에서는 이관능성 에폭시 수지의 전자선 (EB) 경화에 양이온 개시제 함량이 미치는 영향을 근적외선 분광기 (NIRS), 열중량 분석기 (TGA), 그리고 임계응력 인자 (KIC)를 사용하여 고찰하였다. 개시제로서 benzyl- quinoxalinium hexafluoroantimonate (BQH)을 사용하였으며, 함량은 0.5, 1, 2, 그리고 3 phr로 변화시켰다. NIRS 측정에 의해 BQH의 함량이 증가할수록 EB 경화된 에폭시 수지의 수산화기가 증가하는 것을 알 수 있었으며, 열안정성과 $K_{IC}$는 BQH 함량이 증가할수록 증가하다가 함량이 2 phr을 넘으면 감소함을 확인하였다. 이러한 결과들은 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도의 감소로 설명될 수 있었다. 다시 말하면, BQH의 함량이 2 phr 이상이 되면 에폭시 수지의 경화반응 전환율과 경화도가 높은 반응성에 기인한 불완전한 네트워크 구조로 인해서 제한되기 때문에 열안정성과 $K_{IC}$가 낮아진다고 생각된다.
전자선을 이용하여 저밀도 폴리에틸렌을 가교시킬때의 삼관능성 단위체와 산화방지제의 효과를 검토하였다. 가교촉진제로서는 삼관능성 단량체인 Trimethylolpropane triacrylate(TMPTA), Trimethylolpropane trimethacrylate(TMPTM)과 Triallyl cyanurate(TAC)가 사용되었고, 산화방지제로서는 Irganox 1010(Pentaerythritol-tetrakist[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]), Santo-nox R(4,4'-Thio-bis(3-methyl-6-t-butylphenol)), Nocrac D(N-phenyl-$\beta$-naphthylamine)와 Bisphenol A(4,4'-Iso-propylidene bisphenol)가 사용되었다. 삼관능성 단위체중에서 TMPTA가 폴리에틸렌의 가교도를 제일 크게 높였으며 또한 산화안정성도 부여했다. 산화방지제중에서 Nocrac D가 폴리에틸렌에 가장 적당한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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