• 제목/요약/키워드: Mechanical and thermal properties

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저 융점 바인더 복합화 및 압착공정을 통한 고강도 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 시트 개발 (Development of High-strength Polyethylene Terephthalate (PET) Sheet Through Low Melting Point Binder Compounding and Compression Process)

  • 문재정;박옥경;김남훈
    • Composites Research
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    • 제33권5호
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    • pp.282-287
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    • 2020
  • 본 연구에서는 저 융점 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유(Low melting PET fiber: LMF)가 복합화된 PET 시트의 고밀도화 공정을 통해 고강도 PET 시트를 제조하였다. 복합화된 LMF는 열처리 과정에서 용융되어 개개의 PET 섬유를 연결해 섬유간의 계면결합력을 향상시켰다. 또한 PET시트의 고밀도화는 거대기공밀도를 감소시키고 중첩된 PET 네트워크간의 결합력을 향상시켜 결과적으로 압축 전 LMF-PET 시트와 비교하여 연신율은 유지하면서 약 410% 향상된 인장강도를 보여주었다. 또한 강화된 결합력은 PET 섬유 네트워크의 수축을 방지하여 우수한 치수안정성을 나타내었다.

음각, 양각 광학패턴 적용 휴대폰용 도광판 금형 제작 및 광특성 연구 (Replication of concave and convex microlens array of light guide plate for liquid crystal display in injection molding)

  • 황철진;김종선;강정진;홍석관;윤경환
    • Design & Manufacturing
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    • 제2권2호
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    • pp.29-32
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    • 2008
  • A back light unit (BLU) is a key module of a thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD), frequently utilized in various mobile displays. In this study, we experimentally characterize transcription and optical properties of concave and convex microlens arrays (MLAs) of light guide plate (LGP) fabricated by injection molding with polycarbonate as a LGP substrate material. Nickel mold inserts were manufactured by electroforming on the MLA which was fabricated by the thermal reflow of photoresist microstructures patterned by UV-photolithography. For the case of convex microlens, the height of replicated microlens was less than that of the mold insert while maintaining almost the same microlens diameter of the mold insert as the location of the microlens is far from the gate. In contrast, for the concave microlens, the diameter of replicated microlens was larger than that of mold insert, while showing almost the same microlens height as the mold insert. From the optical examination of replicated convex and concave MLAs, it was found that a higher luminance of the LGP was achieved by the concave MLAs compared to the convex MLAs (about 30% enhancement in this case)due to the utilization of a larger amount of light provided by the light sources.

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고온손상된 GFRP 보강근의 장기 잔존 계면전단강도 예측 (Prediction of Long-term Residual Inter-laminar Shear Strength of Thermally Damaged GFRP Rebar)

  • 김민철;문도영;김성도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.108-115
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    • 2014
  • GFRP 보강근의 역학적 성능은 고온과 콘크리트의 알칼리 환경에서 크게 감소된다. 본 연구에서는 GFRP 보강근이 열손상 뒤, 알칼리 환경에 추가로 노출되었을 때의 계면전단강도변화를 고찰하는데 집중하였다. 이를 위하여 GFRP 보강근 시편은 270도의 열에 1시간동안 노출된 후 알칼리 용액에 장기간 노출되었으며, 전단시험에 의하여 파괴되었다. 비교를 위하여 열손상이 없는 시편도 같은 기간 동안 알칼리 용액에 노출된 후 전단에 의하여 파괴되었다. 결과에서, 열손상을 받은 GFRP보강근의 계면전단강도의 감소가 열손상이 없는 보강근 보다 훨씬 큰 것으로 나타났다. 본 실험을 근거로 하여, 열손상을 미리 받은 GFRP 보강근이 알칼리에 노출되었을 때, 장기 잔존계면전단강도의 예측을 위한 2차식을 제시하였다.

키토산/젤라틴 블랜드 필름의 열적특성에 관한 연구 (Studies on the Thermomechanical Characteristics of the Blend Film of Chitosan/Gelatin)

  • 김병호;박장우;홍지향
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.567-573
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    • 2005
  • 본 연구에서는 키토산/젤라틴 블랜드 필름의 상용성을 평가하기 위하여 solution casting 방법을 이용하여 필름을 제조하였고, 키토산/젤라틴 블랜드 필름의 분자수준에서 블랜드 조성비율에 따른 유리전이온도의 변화를 측정하였다. 또한 블랜드 필름 제조시 가소제로 사용된 glycerol과 고분자내에 존재하는 수분이 키토산, 젤라틴 및 이들의 블랜드 필름에 미치는 영향을 조사하였다. TGA 분석결과, 젤라틴이 키토산 보다 열적 안정성이 우수하였고, 블랜드 내에서 두 구성고분자의 관능기 사이에 상호작용이 일어나기 때문에 블랜드 된 키토산 필름의 열적 안정성은 수분과 가소제가 첨가되지 않은 순수한 키토산 필름 보다 우수하였다. 또한 수분 및 가소제의 첨가유무에 따라서 고분자 주쇄의 분해개시 온도에는 영향을 미치지 않았다. DMA 분석결과, 키토산/젤라틴 블랜드 필름에서 키토산의 함량이 증가할수록 $T_g$는 변화하였다. 전체적인 tan ${\delta}$ 곡선을 관찰할 때 블랜드 조성비율에 따라 $T_g$는 단일 곡선을 나타내었고, 젤라틴의 함량이 증가함에 따라 $T_g$는 증가하였다. 젤라틴의 히드록시기와 키토산의 히드록시기 또는 아미노기 등의 극성기들 사이의 분자내 및 분자간에 존재하는 강한 상호작용에 의해서 키토산과 젤라틴 고분자들 사이에 우수한 상용성이 나타났다. 또한 키토산, 젤라틴 및 블랜드 필름에서 수분과 가소제는 두 구성고분자의 열적특성에 큰 영향을 미쳤지만, 블랜드의 상용성에는 크게 영향을 미치지 않았다. 따라서 키토산/젤라틴 블랜드 필름을 이용하여 의료부문이나 식품포장 등 다양한 분야에 응용을 할 수 있을 것으로 판단된다.

디메틸아크릴아마이드 변성 폴리오가노실록산을 이용한 액상 실리콘 고무의 제조와 그 특성 (Preparation and Characteristics of Liquid Silicone Rubber Using Polyorganosiloxane Modified with Dimethylacrylamide)

  • 강두환;이병철
    • 폴리머
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    • 제28권2호
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    • pp.143-148
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    • 2004
  • 옥타메틸싸이클로테트라실록산과 1,3,5-트리메틸싸이클로트리실록산 및 1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸싸이클로테트라실록산을 테트라메틸암모늄 실록산올레이트 촉매 하에서 1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 평형중합으로 이들을 공중합시켜 $\alpha$,$\omega$-하이드로겐 폴리(메틸-디메틸-메틸비닐)실록산 전구체를 제조하였다. 제조된 $\alpha$,$\omega$-하이드로겐 폴리(메틸-디메틸-메틸비닐)실록산 전구체에 디메틸아크릴아마이드를 백금촉매 작용 하에서 반응시켜 아크릴아마이드 변성 $\alpha$,$\omega$-하이드로겐 폴리(메틸-디메틸-메틸비닐)실록산 전구체 (APMDMS)를 제조하였으며 여기에 금속산화물인 NiO, FeO를 배위결합시켜 금속산화물이 2차 결합으로 부가된 APMDMS-MO를 제조하였다. 제조된 화합물의 구조를 FT-IR과 $^1$H-NMR로 분석하여 확인하였다. $\alpha$,$\omega$-비닐 폴리디메틸실록산과 APMDMS-MO를 백금촉매 존재 하에서 컴파운딩시켜 금속산화물 함유 액상 실리콘 고무 복합체를 제조하였으며 이 화합물을 이용하여 제조된 쉬이트의 열 전도도는 0.29 W/mW로 액상 실리콘 고무 복합체의 0.215 W/mK 보다 우수하였고 체적 저항은 1.64${\times}$$10^{5}$$\Omega$ㆍcm로 낮은 값을 나타내었다. 또한 디메틸아크릴아마이드 변성 액상 실리콘 고무 복합체의 기계적 및 열적특성은 UTM과 TGA로 측정하였다.다.

새로운 폴리(티오우레탄)의 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Novel Polythiourethanes)

  • 김경만;허영태;박인환;이범재
    • 폴리머
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    • 제27권5호
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    • pp.470-476
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    • 2003
  • 고굴절률을 갖는 플라스틱 재료를 얻기 위하여 1,2-에틸렌디설파닐비스(2-머캅토메틸-1-에탄티올) (ESTT)을 1,2-에틸렌디설파닐비스(2-브로모메틸-1-에탄티올) (ESTB)과 티오우레아의 반응과 암모니아 용액으로 가수분해 반응을 해서 높은 수율로 새로이 합성하였고, $^1$H-NMR, $^{13}$C-NMR, FT-IR및 Mass Specooscopy 등에 의해 1.7 ppm에서 -SH, 28.4 ppm에서 -CH$_2$SH, 2540 $cm^{-1}$ /에서 -SH등의 관능기 구조를 확인하였다. 이어서, 폴리티오우레탄 (PTU)들은 디부틸틴 디라울레이트 존재하에서 ESTT와 4,4'-메틸렌비스(페놀이소시아네이트) (MDI), 톨릴렌 2,4-디이소시아네이트 (TDI), 이소포론 디이소시아네이트 (IPDI), m-자일렌디이소시아네이트 (XDI) 및 1,6-디이소시아네이토헥산 (HMDI) 등을 일정한 틀에 넣고 주형중합을 하고, FT-IR로 N=C=O의 존재를 확인하였다. 이어서, PTU 수지들의 열적, 기계적 및 광학적 성질을 살펴보기 위하여 열주사분석 (DSC)과 열중량분석 (TGA), 경도 및 굴절률 측정 등을 행하여, PTU 시편들이 DSC상에서 융점이 없고 XRD상으로 무정형임을 관찰하였다. 또, 110 $^{\circ}C$ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 PTU 수지들은 86∼89 범위의 양호한 경도 (Shore D)를 나타냈으며, 방향족 고리를 함유하는 디이소시아네이트와 ESTT를 원료로 했던 PTU수지들의 내열성이 특별히 양호하였다. 무정형 PTU 수지들은 400∼600 m 범위의 UV-vis 광원에 의한 광투과율 들도 양호하게 나타났다. PTU 수지들은 1.60 이상의 굴절률을 보였으며, 황함량이 증가하면 굴절률도 점차 증가하는 것이 관찰되었다.

폴리프로필렌/몬모릴로나이트 나노복합체의 난연성 (Flame Retardancy of Polypropylene/Montmorillonite Nanocomposites)

  • 이성구;원종찬;이재흥;최길영
    • 폴리머
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    • 제29권3호
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    • pp.248-252
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    • 2005
  • 다양한 조성을 갖는 폴리프로필렌(PP)/몬모릴로나이트(MMT) 나노복합체를 이축압출기를 이용하여 용융혼합 법으로 제조하였다. 본 연구에서는 MMT의 박리를 위하여 MAH-g-PP를 상용화제로 사용하였고, 제조된 나노복합체를 X-ray 회절(X-ray diffraction, XRD)과 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 통해 MMT가 박리된 것을 확인하였다. PP/MMT 나노복합체의 제조에 사용한 MMT는 난연제와 상승효과를 발휘하여 난연제의 양을 절반가까이 줄였을 경우에도 우수한 난연효과를 나타내었다. PP/MMT 나노복합체는 순수 PP보다 기계적 물성과 열적 물성이 증가하였고, 난연성은 UL 94 V-0로 매우 우수하였다.

사형 주조 3D 프린팅용 소재의 기계적 특성 및 신뢰성 (Mechanical Properties and Reliability of Sand Casting 3D Printing Materials)

  • 손현진;장성완;이환종;양정직;정영근;배창준
    • 한국재료학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.38-43
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    • 2020
  • Sand casting 3D printing uses a binder jetting method to produce a mold having complicated shape by spraying a binder on sand coated with activator. Appropriate heat treatment process in sand mold fabrication can increase the degree of polymerization to improve flexural strength. However, long heat treatment of over 24 hours decreases flexural strength and reliability due to chemical bond decomposition through thermal degradation. The main role of the activator is to control the reaction rate between the polymer chains. As a result, when the activator composition is increased from 0.15 wt% to 0.25 wt%, the flexural strength is increased by 218 N/㎠. However, excess activator (0.40 wt%) has been shown to decrease reliability without increasing flexural strength. The main role of the binder is to control the flexural strength of the specimen. As the binder composition is increased from 2.00 wt% to 4.00 wt%, the flexural strength increases to about 255 N/㎠, indicating the maximum flexural strength increase. Finally, the reliability of the flexural strength of the fabricated specimens is evaluated by a Weibull plot. Weibull modulus calculations are used to evaluate the flexural strength reliability of the specimens, and maximum reliability value of 11.7 is obtained at 0.20 wt% activator composition. Therefore, it is confirmed that this composition has maximum flexural strength reliability.

Spark Plasma Sintering으로 제조한 Li2O-2SiO2 유리 소결체의 전기적 특성 (Electrical Property of the Li2O-2SiO2 Glass Sintered by Spark Plasma Sintering)

  • 윤혜원;송철호;양용석;윤수종
    • 한국재료학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.61-65
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    • 2012
  • A $Li_2O-2SiO_2$ ($LS_2$) glass was investigated as a lithium-ion conducting oxide glass, which is applicable to a fast ionic conductor even at low temperature due to its high mechanical strength and chemical stability. The $Li_2O-2SiO_2$ glass is likely to be broken into small pieces when quenched; thus, it is difficult to fabricate a specifically sized sample. The production of properly sized glass samples is necessary for device applications. In this study, we applied spark plasma sintering (SPS) to fabricate $LS_2$ glass samples which have a particular size as well as high transparency. The sintered samples, $15mm\phi{\times}2mmT$ in size, ($LS_2$-s) were produced by SPS between $480^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ at 45MPa for 3~5mim, after which the thermal and dielectric properties of the $LS_2$-s samples were compared with those of quenched glass ($LS_2$-q) samples. Thermal behavior, crystalline structure, and electrical conductivity of both samples were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD) and an impedance/gain-phase analyzer, respectively. The results showed that the $LS_2$-s had an amorphous structure, like the $LS_2$-q sample, and that both samples took on the lithium disilicate structure after the heat treatment at $800^{\circ}C$. We observed similar dielectric peaks in both of the samples between room temperature and $700^{\circ}C$. The DC activation energies of the $LS_2$-q and $LS_2$-s samples were $0.48{\pm}0.05eV$ and $0.66{\pm}0.04eV$, while the AC activation energies were $0.48{\pm}0.05eV$ and $0.68{\pm}0.04eV$, respectively.

L-폴리락타이드, D-폴리락타이드의 활성과 입체복합체 폴리락타이드의 제조 및 특성연구 (Synthesis and Characterization of Poly(L-lactide)(L-PLA), Poly(D-lactide)(D-PLA) and Stereocomplex-poly(lactide)(PLA))

  • 김지현;제갈종건;송봉근;신채호
    • 폴리머
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    • 제35권1호
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    • pp.52-59
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    • 2011
  • 본 연구에서는 L-lactide, D-lactide를 단량체로 하여 tin 2-octoate, lauryl alcohol을 각각 촉매와 개시제로 사용하여 촉매량(0.5~1.0 wt%)과 개시제의 양(0.5~0.1 wt%)을 달리하여 $140^{\circ}C$에서 lactide의 고리개환중합으로 고분자량의 L-PLA와 D-PLA를 합성하였다. 합성된 PLA는 $M_n$ : 30000~90000 g/mol의 다양한 분자량이 나타났으며 합성된 L-PLA와 D-PLA를 이용해 조성비를 다르게 하여 stereocomplex-PTA를 제조하였다. Stereocomplex-PLA의 용융점, 열분해온도, 열적 안정성은 단열고분자 L-PLA, D-PLA보다 높아짐을 확인하였다. 이러한 결과로 보아 이성질체 L-PLA, D-PLA 분자간 인력이 작용한다는 사실을 예상한 수 있었고 XRD를 통해 모폴로지의 변화를 살펴본 결과 단일고분자와 stereocomplex-PLA는 상이하게 변하는 사실을 확인하였다. 또한 기계적 강도를 측정하여 L-PLA, D-PLA보다 stereocomplex-PLA의 최대응력과 변형률이 증가함을 확인하였다.