• 제목/요약/키워드: High-performance thermoplastic polymer

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Glycidyl Azide Polymer를 포함하는 에너지화 열가소성 폴리우레탄의 합성 및 성질 (Synthesis and Properties of Energetic Thermoplastic Polyurethane included Glycidyl Azide Polymer)

  • 김형석;유종성;권정옥;노시태;권순길;이정환;유재철;최근배
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제12권5호
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    • pp.660-666
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    • 2009
  • Thermoplastic polyurethane elastomer(PU-TPE) and energetic thermoplastic polyurethane Elastomer(E-PU-TPE) were prepared from Hexamethylene diisocyanate(HDI), 1,4-BD/AA ester polyol and glycidyl azide polymer(GAP-2400) as an energetic material by the addition polymerization. The PU-TPE and E-PU-TPE were characterized by FT-IR and GPC. Viscometer, DSC and UTM were used to investigate the viscose behavior with a various solvent, thermal properties and mechanical properties of PU-TPE and E-PU-TPE, which are of potential interest for the development of high performance binder of energetic solid propellants. It was found that $M_w$ of PU-TPE and E-PU-TPEs are over 100,000 and decreased with increase of GAP-2400 contents. $T_m$ and ${\Delta}H$ as thermal properties decreased and also tensile strength and elongation at break as mechanical properties decreased with increase of GAP-2400 contents.

Fabrication of a custom polyetherketoneketone post-and-core with digital technology

  • Ju-Hyoung Lee;Gyu-Heon Lee
    • 대한치과기공학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.15-19
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    • 2024
  • An ideal post material should have physical properties similar to those of dentin. Post materials with high elastic moduli may cause root fractures. This clinical report describes the treatment of a severely damaged tooth using a recently introduced material. Polyetherketoneketone (PEKK) is a semicrystalline high-performance thermoplastic polymer. PEKK is a promising material for custom post-and-core fabrication because of its elasticity close to that of dentin, good shock absorbance, machinability, and low cost. A laboratory scanner was used to digitize the conventional impression of a severely damaged maxillary right first molar. A custom PEKK post-and-core was designed and milled using computer-aided design and computer-aided manufacturing technology. Using the proposed technique, a custom PEKK post-and-core was fabricated accurately and human error was reduced. Restoration was luted with resin cement. Custom PEKK post-and-core restorations are a viable alternative for treating severely damaged teeth.

열가소성 방향족 폴리머의 결정화 특성에 대한 연구 (A Study on Crystallization of Thermoplastic Aromatic Polymer)

  • 박동철;박창욱;신도훈;김윤해
    • Composites Research
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    • 제31권2호
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    • pp.63-68
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    • 2018
  • 열가소성 복합재료는 다양한 장점에도 불구하고 기계적 특성이 낮아 고성능 항공산업 분야에서는 제한적으로 사용되어 왔으나 최근 열가소성 방향족 폴리머 복합재들이 많이 연구/활용되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 열가소성 방향족 폴리머인 PEEK와 PPS Neat 수지 필름을 DSC 기기를 이용하여 가열, 냉각 및 재 가열 사이클을 연속적으로 수행하여 유리전이온도 및 용융온도 등의 특성변화를 확인하고 냉각속도에 따른 결정화도(Crystallinity)의 차이를 평가하였다. 1차 가열단계에서 각 폴리머의 용융온도보다 높은 온도에 5분간 유지시켜 이전 열이력을 제거하였고 2차 냉각단계에서 냉각속도를 분당 2, 5, 10, 20 및 $40^{\circ}C$로 조절/적용함으로서 결정화반응을 제어하였으며, 3차 가열단계에서 재가열하여 용융엔탈피를 측정함으로서 결정화도 차이를 확인하였다. 높은 비정질 영역을 가진 시편의 첫 번째 가열시 냉각결정화 현상이 일어나고 뚜렷한 유리상 전이구역을 확인할 수 있었던 반면에 결정질 영역이 증가된 재가열시에는 냉각결정화 현상이 일어나지 않고 상대적으로 유리상 전이구역이 약해지는 것을 확인하였다. 2차 냉각단계에서 냉각속도가 느려짐에 따라 결정화도가 높아졌는데 PEEK의 경우 냉각속도의 차이에 따라 21.9~39.3% 결정화도를 보였으며, PPS는 29.1~31.2% 결정화도 차이를 얻을 수 있었다.

Toughnening of Dielectric Material by Thermoplastic Polymer

  • Lee, Jung-Woo;Cho, Jae-Choon;Ra, Seung-Hyun
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.207-208
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    • 2007
  • Recently, high performance microelectronic devices are designed in multi-layer structure in order to make dense wiring of metal conductors in compact size. Imprint lithography have received significant attention due to an alternative technology for photolithography on such devices. In this work, we synthesized dielectric composite materials based on epoxy resin, and investigated their thermal stabilities and dynamic mechanical properties for thermal imprint lithography. In order to enhance the mechanical properties and toughness of dielectric material, various modified polyetherimide(PEI) was applied in the resin system. Curing behaviours, thermal stabilities, and dynamic mechanical properties of the dielectric materials cured with various conditions were studied using dynamic differential scanning calorimetry (DSC), thermo gravimetric analysis (TGA), and Universal Test Method (INSTRON).

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방향족 구조가 포함된 열가소성 탄성체 Poly(ether-b-amide)의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Thermoplastic Elastomer Poly(ether-b-amide) Containing Aromatic Moiety)

  • 이지훈;김형중
    • 폴리머
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    • 제38권5호
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    • pp.596-601
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    • 2014
  • 방향족 구조를 포함하고 분자량이 조절된 polyamide(PA) 올리고머를 4-aminobenzoic acid와 12-aminododecanoic acid의 축합반응으로 합성하였다. 이 올리고머를 여러 분자량의 polytetramethylene glycol(PTMG)과 축합하여 PA를 hard segment로 하고 PTMG를 soft segment로 하는 열가소성 탄성체로서 poly(ether-b-amide)(PEBA)를 제조하였다. 합성된 PEBA의 구조는 FTIR과 $^1H$ NMR로 확인하였으며 DSC와 UTM을 사용하여 hard segment의 구조변화에 따른 열적특성과 기계적 성질의 변화를 비교해 본 결과 방향족 구조를 30%까지 포함할 때 결정성의 변화 없이 PEBA들의 용융온도는 높아졌고 초기 modulus와 strength는 더 크게 나타났다.

전기차 인너벨트 웨더스트립용 EPDM/PP Thermoplastic Vulcanizates 재료설계인자에 따른 점탄성과 글라스 마찰 소음 상관관계 연구 (Investigation of Viscoelastic Properties of EPDM/PP Thermoplastic Vulcanizates for Reducing Innerbelt Weatherstrip Squeak Noise of Electric Vehicles)

  • 조승현;윤범용;이상현;홍경민;이상현;서종환
    • Composites Research
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    • 제34권3호
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    • pp.192-198
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    • 2021
  • 전기차의 수요 및 보급이 확대됨에 따라 차량 내 이음(buzz, squeak, rattle, BSR) 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 풍절음, 도어 글라스 및 차량 진동을 차단하는 인너벨트 웨더스트립(innerbelt weatherstrip)의 댐핑(damping) 특성 향상을 통해 BSR을 저감하는 기술 개발이 필수적이다. 기존 열경화성(thermoset) 탄성체 대비 가볍고 재활용이 가능한 열가소성(thermoplastic) 탄성체가 주목을 받고 있지만 낮은 소재 댐핑과 영구압축줄음률(compression set)로 인해 도어 글라스와 웨더스트립 간 마찰 소음을 발생하는 문제가 있다. 고분자 댐핑 특성은 점탄성(viscoelastic)에 좌우되므로, 본 연구에서는 인너벨트 웨더스트립과 도어 글라스 간 마찰 소음을 개선하기 위해 EPDM (ethylene-propylene-diene monomer)/PP (polypropylene) thermoplastic vulcanizates (TPV)의 재료설계인자(EPDM/PP 비율, EPDM 내 ENB 함량)에 따른 점탄성 분석을 통해 소재 댐핑 특성을 평가하였다. EPDM/PP 비율에 따른 분석을 통해 PP 비율이 낮을수록 소재가 연화되고, 탄성회복력(resilience)이 증가하여 저장탄성률(storage modulus)은 10.8% 감소하고 댐핑 특성을 의미하는 감쇠계수(tanδ)는 88.2% 증가함을 확인하였다. 또한 EPDM 내 ENB 함량이 높을수록 소재의 가교밀도(crosslink density)가 증가하지만, 동적가교(dynamic vulcanizate) 과정 중 PP에 분산된 EPDM particle의 크기가 감소한다. 이로 인해 증가된 EPDM/PP 계면 간 면적 증가로 인해 계면 미끄러짐에서 기인한 손실탄성률(loss modulus)이 24.7% 증가하여 댐핑 특성이 향상되었다. 재료설계인자에 따른 물성분석을 바탕으로 최적 소재(낮은 PP 비율(14 wt%), 높은 ENB 함량 (8.9 wt%))를 배합한 결과 소재 댐핑 특성(tanδ peak)은 기존 소재(PP27, EPDM/PP 30/27, ENB content 5.7 wt%) 대비 140% 증가하여 재료설계인자에 따라 댐핑 특성을 제어할 수 있음을 확인하였다. 설계된 소재의 글라스 마찰 소음 개선 효과를 확인하기 위해 stick-slip 시험을 통해 마찰 소음을 평가하였다. 소재 댐핑 특성이 향상됨에 따라 마찰 진동의 가속도 peak가 약 57.9% 감소하였다. 이러한 결과로부터 재료설계인자에 따른 소재 댐핑 특성 향상을 통해 인너벨트 웨더스트립의 글라스 마찰 소음을 개선할 수 있음을 확인하였으며, 향후 소재 재료설계인자에 따른 물성 제어를 통해 부품의 요구 성능에 맞는 다양한 재료설계에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Synthesis and Properties of Novel Flame-Retardant and Thermally Stable Poly(amideimide)s from N,N'-(bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-tetracarboxylic)-bis-L-amino Acids and Phosphine Oxide Moiety by Two Different Methods

  • Faghihi, Khalil;Hajibeygi, Mohsen;Shabanian, Meisam
    • Macromolecular Research
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    • 제17권10호
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    • pp.739-745
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    • 2009
  • N,N'-(bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-tetracarboxylic)-bis-L-amino acids 3a-g were synthesized by the condensation reaction of bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride 1 with two equimolars of Lalanine 2a, L-valine 2b, L-leucine 2c, L-isoleucine 2d, L-phenyl alanine 2e, L-2-aminobutyric acid 2f and L-histidine 2g in an acetic acid solution. Seven new poly(amide-imide)s PAIs 5a-g were synthesized through the direct polycondensation reaction of seven chiral N,N'-(bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-tetracarboxylic)-bis-L-amino acids 3a-g with bis(3-amino phenyl) phenyl phosphine oxide 4 by two different methods: direct polycondensation in a medium consisting of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)/triphenyl phosphite (TPP)/calcium chloride ($CaCl_2$/pyridine (py), and direct polycondensation in a tosyl chloride (TsCl)/pyridine (py)/N,N-dimethylformamide (DMF) system. The polymerization reaction produced a series of flame-retardant and thermally stable poly(amide-imide)s 5a-g with high yield. The resulted polymers were fully characterized by FTIR, $^1H$ NMR spectroscopy, elemental analyses, inherent viscosity, specific rotation and solubility tests. Data obtained by thermal analysis (TGA and DTG) revealed that the good thermal stability of these polymers. These polymers can be potentially utilized in flame retardant thermoplastic materials.

Fabrication and Characterization of Carbon Nanotube/Carbon Fiber/Polycarbonate Multiscale Hybrid Composites

  • Cho, Beom-Gon;Hwang, Sang-Ha;Park, Young-Bin
    • Composites Research
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    • 제29권5호
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    • pp.269-275
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    • 2016
  • Multiscale hybrid composites, which consist of polymeric resins, microscale fibers and nanoscale reinforcements, have drawn significant attention in the field of advanced, high-performance materials. Despite their advantages, multiscale hybrid composites show challenges associated with nanomaterial dispersion, viscosity, interfacial bonding and load transfer, and orientation control. In this paper, carbon nanotube(CNT)/carbon fiber(CF)/polycarbonate(PC) multiscale hybrid composite were fabricated by a solution process to overcome the difficulties associated with controlling the melt viscosity of thermoplastic resins. The dependence of CNT loading was studied by varying the method to add CNTs, i.e., impregnation of CF with CNT/PC/solvent solution and impregnation of CNT-coated CF with PC/solvent solution. In addition, hybrid composites were fabricated through surfactant-aided CNT dispersion followed by vacuum filtration. The morphologies of the surfaces of hybrid composites, as analyzed by scanning electron microscopy, revealed the quality of PC impregnation depends on the processing method. Dynamic mechanical analysis was performed to evaluate their mechanical performance. It was analyzed that if the position of the value of tan ${\delta}$ is closer to the ideal line, the adhesion between polymer and carbon fiber is stronger. The effect of mechanical interlocking has a great influence on the dynamic mechanical properties of the composites with CNT-coated CF, which indicates that coating CF with CNTs is a suitable method to fabricate CNT/CF/PC hybrid composites.

탄소나노튜브 고분자 복합체 기반 스마트 구조건전성 진단 (Smart Structural Health Monitoring Using Carbon Nanotube Polymer Composites)

  • 박영빈;;;김상우
    • Composites Research
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    • 제22권6호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • 탄소나노튜브 고분자 복합체는, 외력에 의한 변형에 따라 전기적 저항이 변화하는 피에조저항(piezoresistivity) 거동을 나타낸다. 피에조저항은 고분자 모재 내에서 탄소나노튜브가 형성하는 전기전도망(conductive network)의 변화에 의해서 발현된다. 피에조저항 낮은 탄소나노튜브 함유량에서 더 현저하게 나타난다. 탄소섬유, 카본블랙 등 타 탄소기반 소재에 비해 전기전도도와 길이 대 직경비(aspect ratio)가 월등히 우수하기 때문에, 낮은 탄소나노튜브의 함유량에서도 스트레인 센싱시스템을 구현할 수 있다. 본 연구에서는, 구조물에 부착 또는 임베드 시켜서 구조물의 건전성을 실시간을 진단할 수 있는 탄소나노튜브 고분자 복합체 기반 센싱시스템을 개발하였다. 센서는 열가소성 수지와 다중벽 탄소나노튜브를 사용하여 필름 형태로 제조되었으며, 센싱 성능은 나노복합체를 구조물에 부착한 후 인장, 굽힘, 압축 등의 다양한 형태의 하중을 가하면서 평가하였다.