• Composites Research
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• 제30권5호
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• pp.303-309
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• 2017

Organo-montmorillonite (OMMT) has attracted much attention for fiber-reinforced polymer composites as a filler material due to high aspect ratio and low charge density. The present study focused on the fabrication of nanocomposites using Vinyl ester and Jute fabric as matrix and reinforcement respectively. The OMMT was uniformly dispersed in vinyl ester resin at 1, 2 and 3 wt%, loading through high speed mechanical stirrer at room temperature and further nanocomposites were manufactured through vacuum assisted resin infusion (VARI) technique. Effects of OMMT on the mechanical properties of vinyl ester/Jute composites were carefully investigated through tensile, bending and Izod impact tests, which revealed significant improvement in mechanical properties. The morphology of the nanocomposites after tensile test was investigated by SEM which affirmed that OMMT filled nanocomposites has improved interactions with the host matrix than the pure composites. Based on the nature and flame retardancy mechanism, the OMMT slightly improved the flammability property which was clearly explained by horizontal burning test.

• 한국포장학회지
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• 제30권1호
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• pp.43-51
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• 2024

The addition of oxygen scavengers to food products helps to reduce oxygen exposure, thereby mitigating deterioration, including changes in taste, odor, and color, as well as inhibiting microbial growth. Despite the advantages of the existing non-metallic oxygen removal materials in terms of safety for the human body and suitability for use in microwave ovens, their utilization has been limited due to their slow reaction initiation speed. Therefore, in the current study, sodium metabisulfite was impregnated into various porous media, including halloysite nanoclay, activated carbon, montmorillonite, and silica gel. The oxygen scavenger, produced by impregnating silica gel with sodium metabisulfite, demonstrated a 425% improvement in the initial oxygen removal rate compared to pure sodium metabisulfite. Additionally, sachets containing an oxygen-removing composition with an enhanced oxygen removal rate effectively decreased the oxygen concentration to less than 0.5% on the third day of storage in apple packaging, without elevating carbon dioxide levels. Moreover, it proved effective in preventing the browning of the apple surface. Therefore, the SM/SG oxygen-removal composition can be effectively applied to active food packaging by controlling the oxygen concentration within the packaging.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권2호
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• pp.110-122
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• 2012

This study investigated the effects of layered clay on the thermal curing behavior and tensile properties of resole phenol-formaldehyde (PF) resin/clay/cellulose nanocomposites. The thermal curing behavior of the nanocomposite was characterized using conventional differential scanning calorimetry (DSC) and temperature modulated (TMDSC). The addition of clay was found to accelerate resin curing, as measured by peak temperature ($T_p$) and heat of reaction (${\Delta}H$) of the nanocomposite’ curing reaction increasing clay addition decreased $T_p$ with a minimum at 3~5% clay. However, the reversing heat flow and heat capacity showed that the clay addition up to 3% delayed the vitrification process of the resole PF resin in the nanocomposite, indicating an inhibition effect of the clay on curing in the later stages of the reaction. Three different methods were employed to determineactivation energies for the curing reaction of the nanocomposite. Both the Ozawa and Kissinger methods showed the lowest activation energy (E) at 3% clay content. Using the isoconversional method, the activation energy ($E_{\alpha}$) as a function of the degree of conversion was measured and showed that as the degree of cure increased, the $E_{\alpha}$ showed a gradual decrease, and gave the lowest value at 3% nanoclay. The addition of clay improved the tensile strengths of the nanocomposites, although a slight decrease in the elongation at break was observed as the clay content increased. These results demonstrated that the addition of clay to resole PF resins accelerate the curing behavior of the nanocomposites with an optimum level of 3% clay based on the balance between the cure kinetics and tensile properties.

• 폴리머
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• 제25권5호
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• pp.691-698
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• 2001

에폭시 (diglycidyl ether of bisphenol A: DGEBA), 경화제 (dicyandiamide; DICY), 촉매 (benzyl dimethyl amine : BDMA), 그리고 유기치환된 실리케이트 (organically modified mica type silicate: OMTS)를 용융법 및 용액법을 이용해 나노복합체를 제조하였고, $170^{\circ}C$에서 시간에 따라 경화 반응을 진행하면서 X선 회절분석기 (XRD)와 소각 X선 산란장치 (SAXS)를 이용하여 구조 변화를 관찰하였다. 용융법으로 제조된 치료의 경우 박리된 구조를 관찰할 수 없었으나 용액법에 의해 제조된 경우 박리된 구조를 관찰할 수 있었다. 이는 OMTS 층 내ㆍ외부의 경화 속도차이 때문인 것으로 생각된다. 박리된 에폭시 나노복합체의 OMTS 첨가량에 따른 기계적 물성을 동적기계적 분석기 (DMA)를 이용해 측정한 결과 OMTS의 첨가량이 증가할수록 모둘러스는 증가하였으나 유리전이온도는 큰 차이가 없었다. OMTS 첨가량에 따른 열적 성질을 열중량분석기(TGA)와 한계산소지수 (LOI)를 이용해 측정한 결과 OMTS양이 증가할수록 OMTS 판의 차단효과로 인해 열분해 시작 온도와 LOI 값이 증가하였다.

• 폴리머
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• 제31권4호
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• pp.297-301
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• 2007

본 연구에서는 poly(ethylene oxide) (PEO), 가소제인 ethylene carbonate(EC), 리튬염인 $LiClO_4$ 그리고 $Na^+-MMT/organic$ MMT를 이용하여 고분자/층상 실리카 나노복합재료(polymer/(layered silicate) nanocomposites, PLSN)를 제조하였으며, organic MMT의 첨가에 따른 고분자 매트릭스에 미치는 영향을 이온전도도를 통하여 관찰하였다. 리튬전지의 전해질로서의 응용을 위해, $Na^+$를 양이온으로 갖는 순수한 MMT($Na^+-MMT$)를 유기화한 nanoclay(organic-MMT)를 사용하였다. 그 결과, 층간 거리 및 소수성이 증가하며 이와 같은 특성은 PEO와의 나노복합체를 형성할 때 MMT의 박리 거동에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 이온전도도에서는 organic MMT가 순수한 $Na^+-MMT$보다 우수함을 나타내었으며, methyl dihydrogenated tallow ammonium으로 개질된 MMT(MMT-2OA)를 첨가하였을 때 가장 높은 이온전도도를 보였다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제31권1호
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• pp.18-24
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• 2013

This work attempted to fabricate organic/inorganic nanocomposite by combining organic cellulose nanofibrils (CNFs), isolated by 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxy radical (TEMPO)-mediated oxidation of native cellulose with inorganic nanoclay. The morphology and dimension of CNFs, and tensile properties and thermal stability of CNF/clay nanocomposites were characterized by transmission electron microscope (TEM), tensile test, and thermogravimetry (TG), respectively. TEM observation showed that CNFs were fibrillated structure with a diameter of about $4.86{\pm}1.341nm$. Tensile strength and modulus of the hybrid nanocomposite decreased as the clay content of the nanocomposite increased, indicating a poor dispersion of CNFs or inefficient stress transfer between the CNFs and clay. The elongation at break increased at 1% clay level and then continuously decreased as the clay content increased, suggesting increased brittleness. Analysis of TG and derivative thermogravimetry (DTG) curves of the nanocomposites identified two thermal degradation peak temperatures ($T_{p1}$ and $T_{p2}$), which suggested thermal decomposition of the nanocomposites to be a two steps-process. We think that $T_{p1}$ values from $219.6^{\circ}C$ to $235^{\circ}C$ resulted from the sodium carboxylate groups in the CNFs, and that $T_{p2}$ values from $267^{\circ}C$ to $273.5^{\circ}C$ were mainly responsible for the thermal decomposition of crystalline cellulose in the nanocomposite. An increase in the clay level of the CNF/clay nanocomposite predominately affected $T_{p2}$ values, which continuously increased as the clay content increased. These results indicate that the addition of clay improved thermal stability of the CNF/clay nanocomposite but at the expense of nanocomposite's tensile properties.

• 한국재료학회지
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• 제23권7호
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• pp.366-372
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• 2013

Flexible polyurethane/clay porous nanocomposite foams were synthesized using natural and organically modified montmorillonite clays such as bentonite, closite 10A and closite 30B. The content of nanoclays was varied from 1 to 5 wt% of polyol. Dispersion of clay in Polyurethane(PU) matrix was investigated by X-ray diffraction(Cu-$K{\alpha}$ rays of wavelength $1.54{\AA}$) using an X-ray diffractometer. Also, we determined that the thermal resistance of PU foam increased with added clay, compared to that of pure PU foam. The cell size and the fraction of open cells of the precursor foam were controlled by the addition of clay to the polyurethane foam. Modified clays were found to be more efficient cell openers than the unmodified clay. In addition, the tensile strength and elongation of the polyurethane/clay porous nanocomposites were examined. Increasing clay content increased the mechanical properties of the composites, such as tensile strength, and elongation at break. However, increasing the content over 5 wt% deteriorated the properties of the composites. We found that the nanofillers(bentonite, closite 10A and closite 30B) improved the thermal stability of the nanocomposite foam. The nanocomposite foam containing 3 wt% of closite 30B exhibited the best tensile strength and thermal stability.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.124-129
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• 2011

최근 목분/플라스틱 복합체(WPC)가 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 커플링제 및 나노점토가 함유된 목분/폴리에틸렌(PE) 복합체 패널을 용융혼합 후 압축 성형하여 제조하였다. 5 종의 말레산무수물 그래프트 폴리에틸렌(MAPE) 커플링제에 대해 시험하여 가장 우수한 커플링제 및 힘량을 결정하였다. WPC의 기계적 특성은 UTM으로, 열적 특성은 TGA, DMA, DSC, TMA로 측정하였다. 유기점토를 소량(1 phr) 만 첨가하여도 WPC의 인장강도 및 굴곡강도 결정화도가 증가하는 경향을 보였으며 저장탄성률과 치수안정성은 크게 증가하였다. SEM으로 분석한 결과 커플링제에 의한 목분/PE 계면결합력 향상 효과가 매우 큼을 알 수 있었다. 최적의 커플링제를 선정하여 힘량을 최적화하고 소량의 유기점토를 첨가함으로써 우수한 성능의 목분/PE 복합체를 제조할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제37권2호
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• pp.204-210
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• 2013

첨가제(윤활제 및 산화방지제)와 용융혼합 조건(온도, 시간 및 로터 속도)이 폴리프로필렌(PP) 기반 WPC(wood polymer composite)의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. WPC는 용융혼합 후 압축성형하여 제조하였다. 용융혼합 과정을 이해하기 위해 WPC 용융혼합물의 토크 변화를 측정하였다. 말레산무수물로 개질된 폴리프로필렌을 상용화제로, 나노점토를 보강재로 각각 사용하였다. WPC의 기계적 특성을 측정하기 위해 UTM과 충격시험기를 이용하였고 색차계를 이용하여 WPC의 용융혼합 조건에 따른 변색을 측정하였다. 기계적 특성 분석에 따른 최적용융혼합 조건은 $170^{\circ}C$, 15분, 60 rpm인 것으로 나타났다. 윤활제와 산화방지제의 함량이 증가할수록 WPC의 기계적 특성이 하락함을 확인하였다. 용융혼합 과정에서 목분만을 별도로 나중에 투입하는 이단계 방법이 전형적인 일단계 방법보다 WPC의 기계적 특성 향상에 더 효과적이었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권1호
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• pp.143-150
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• 2014

최근 낮은 표면장력, 높은 확산계수, 가스와 같은 낮은 점도, 그리고 액체와 유사한 밀도를 갖는 초임계 유체의 장점을 이용하여 여러 가지 물질의 합성이나 응용 공정에 초임계 유체를 이용하고 있다. 초임계 유체를 이용하여 복합체 제조 시 기존의 용융공정에 비해서 분자들의 움직임이 활발하게 이루어 질 수 있어서 물성의 향상을 기대할 수 있다. 또한 클레이가 고농도로 함유된 마스터 배치를 쉽게 제조할 수 있으며, 기존의 유기 용매를 사용하여 복합체를 제조할 때보다 잔존 용매를 쉽게 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 초임계 이산화탄소를 이용하여 폴리에틸렌옥사이드/클레이 나노복합체를 제조하였다. 또한 본 연구의 목적은 초임계 상태에서 분자들의 활발한 움직임을 기대할 수 있으므로 고분자가 용해되고 클레이 층상으로 효과적으로 삽입되어 복합체의 열적 특성 및 다른 여러 가지 물성을 증가시키는 데 있다. 복합체 제조 후 XRD, TGA, 그리고 DSC를 이용하여 복합체의 특성을 분석 했다. 그 결과 용융방법으로 제조한 복합체보다 열 안정성이 향상되었으며, 클레이 층상 거리도 더 많이 벌어짐을 확인할 수 있었다.