• Composites Research
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• 제36권4호
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• pp.264-269
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• 2023

Spent coffee grounds (SCG) are a ubiquitous byproduct of coffee consumption, representing a significant waste management challenge, as well as an untapped resource for economic development and sustainability. Improper disposal of SCG can result in environmental problems such as methane emissions and leachate production. This study aims to investigate the physicochemical properties of SCG and their potential as a reinforcement material in polypropylene (PP) to fabricate an eco-friendly composite via extrusion and injection molding, with SCG filler ratios ranging from 5-20%. To evaluate the effect of SCG on the morphological and mechanical properties of the bio- composite, thermogravimetric analysis, SEM, tensile, flexural, and impact tests were conducted. The results demonstrated that the addition of SCG lead to a slight increase in brittleness of the composite but did not significantly affect its mechanical properties. Impressively, the presence of a significant organic component in SCG contributed to the enhanced thermal performance of PP/SCG composites. This improvement was evident in terms of increased thermal stability, delayed onset of degradation, and higher maximum degradation temperature as compared to pure PP. These findings suggest that SCG has potential as a filler material for PP composites, with the ability to enhance the material's properties without compromising overall performance.

• 멤브레인
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• 제25권5호
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• pp.398-405
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• 2015

용액-확산 메커니즘에 의해 결정되는 기존의 고분자에서와는 달리, 촉진수송은 투과도와 선택도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 은 나노입자, 폴리비닐피롤리돈, 7,7,8,8-테트라시야노퀴노디메탄으로 구성된 촉진수송 올레핀 분리막에 있어서, 메조기공 티타늄산화물($m-TiO_2$)에 대한 영향을 연구하였다. 특히 메조기공 티타늄산화물은 폴리비닐클로라이드-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체를 템플레이트로 하여 쉽고 대량 생산이 가능한 방법으로 제조하였다. 엑스레이 회절분석에 따르면, 제조된 메조기공 티타늄산화물은 아나타제와 루타일 상의 혼합으로 구성되어 있으며, 결정의 크기가 약 16 nm 정도 되었다. 메조기공 티타늄산화물을 첨가하였을 때, 분리막의 확산도가 증가하여 혼합기체 투과도가 1.6에서 16 GPU로 증가하였고 선택도는 45에서 37로 약간 감소하였다. 메조기공 티타늄산화물이 첨가되지 않은 분리막은 장시간 성능이 유지되었으나, 메조기공 티타늄산화물이 첨가된 분리막의 경우 시간이 지남에 따라 투과도와 선택도가 감소하였다. 이는 티타늄산화물과 은 사이의 화학적 상호작용으로 은 나노입자의 올레핀 운반체로써의 활성을 감소시키기 때문으로 사료된다.

• 멤브레인
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• 제25권6호
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• pp.496-502
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• 2015

촉진수송은 기존의 고분자 막에서는 힘든, 투과도와 선택도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술 중 한 가지이다. 촉진수송 분리막을 이용한 올레핀/파라핀 분리는 기존의 증류공정을 대체할 수 있는 기술로써 많은 관심을 받아왔다. 본 연구에서는 테트라플루오로붕산은/질산알루미늄의 혼합염이 포함된 고분자 블렌드 기반의 촉진수송 올레핀 분리막을 제조하였다. 자유 라디칼중합법을 이용하여 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체를 합성하였다. 또한, 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 매질에 폴리에틸렌옥사이드를 다양한 비율로 혼합하였다. 폴리에틸렌옥사이드를 폴리다이메틸실록세인-g-폴리옥시에틸렌 메타크릴레이트 가지형 공중합체 질량 대비 70%를 혼합하였을 때, 혼합기체 선택도 및 투과도는 5.6 및 10.05 GPU에 도달하였다. 이와 같은 복합막의 올레핀 분리 성능이 향상된 이유는, 분리막에 첨가된 은이온이 올레핀 기체분자의 선택적인 촉진 수송을 하였고, 또한 고투과성의 고분자 블렌드가 사용되었기 때문이다. 또한 은이온의 은나노입자로의 환원을 억제시키는 질산알루미늄의 첨가로 인해 복합막의 장시간 안정도를 향상시킬 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.252-259
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• 2020

올레핀 가스는 다양한 석유화학물질의 합성에 사용되는 산업적으로 매우 중요한 물질로, 합성 과정에서 미반응된 올레핀은 다량의 질소와 함께 배출된다. 이러한 화학 공정의 경제성을 향상시키기 위해서는 미반응한 올레핀을 질소로부터 효율적으로 회수해야 한다. 본 연구에서는 올레핀 중 프로필렌을 질소로부터 효과적으로 분리하기 위해 PGMA-co-PMMA (PGM) 가지형 공중합체를 합성하고, 4,4'-diaminoazobenzene (DAAB)를 도입하여 가교된 멤브레인을 제조하였다. PGM과 DAAB는 상온에서 에폭사이드-아민 반응을 통해 쉽게 반응하여 별도의 열처리 없이도 가교 구조의 멤브레인을 형성하였다. 유리상 고분자인 PGM 기반의 멤브레인은 C₃H₆에 비해 N₂를 더 빠르게 투과시키는 결과를 나타내었는데, 순수 PGM 멤브레인의 경우, 0.12 barrer의 N₂ 투과도와, 32.4의 높은 N₂/C₃H₆ 선택도를 보고하였다. DAAB가 가교제로 도입됨에 따라 멤브레인의 열적 안정성이 크게 향상된 것을 TGA 결과로부터 확인하였다. 1 wt%의 DAAB 함량에서 N₂/C₃H₆ 선택도는 감소하였으나, N₂ 투과도가 약 4.7배 증가하는 결과를 나타내었다. 본 연구에서는 많이 연구되지 않은 유리상 고분자 기반의 멤브레인에서의 N₂/C₃H₆ 기체 분리 특성을 분석하였으며, 가교를 통해 멤브레인의 열적 안정성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제21권12호
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• pp.1495-1501
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• 2012

In this study, an experiment was conducted on influent water with low concentrations of organic matter, such as river water or secondary treatment water of a sewage treatment plant, according to HRT changes by using aerobic biofilm. In the biofilm process, as the biofilm increases in thickness, the inner membrane can be low in oxygen transfer rate and become anaerobic conditions, while the detachment of biomass from biofilm occurs. To overcome these limitations in the detachment of microorganisms in biofilm, the yarn, which was made from poly propylene(PP), was weaved and manufactured into a tube. Then, a test was carried out by injecting air so that the interior of the biofilm could create aerobic conditions. The results of the experiment showed that the removal efficiency of $TCOD_{cr}$ reached 66.1~81.2% by HRT 2hr, and 50.9 ~61.8% after HRT 1 hr. The removal efficiency of $SCOD_{cr}$ was 45.9 to 55.1% by HRT 1hr, and 26.1% in HRT 0.5hr, showing the highest removal efficiency in HRT 1hr. The SS removal efficiency was at 81.8 to 94.6%, and the effluent SS concentration was very low, indicating less than 2.2 mg/L in all HRT's. As a result, the $SCOD_{cr}$ and $NH_4{^+}$-N that were removed per specific surface area and attached to microbial biofilm showed the highest efficiency in HRT 1hr with 8.37 $gSCOD_{cr}/m^2{\cdot}d$, 2.93 $gNH_4{^+}-N/m^2{\cdot}d$. From the result of reviewing the characteristics of biofilm growth, microorganisms were found to be attached, and increased by 36 days. Later, they decreased in number through detachment, but showed a tendency to increase again 41 days later due to microbial reproduction.

• 접착 및 계면
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• 제12권2호
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• pp.62-66
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• 2011

본 연구에서는 PP (Polypropylene) 수지에 접착력이 우수한 저유해성 프라이머를 제조하기 위하여, 라디칼 중합법을 사용하여 $\beta$-carboxy ethyl acid ($\beta$-CEA)가 그라프트 중합된 Chlorinated Polyolefine (CPO)을 합성하였다. 또한 합성된 CPO-g-$\beta$-CEA를 이용하여, PP용 프라이머를 제조하고 유해성과 접착특성을 살펴보았다. 합성된 CPO-g-$\beta$ CEA의 구조 및 특성을 알아보기 위하여 FT-IR, DSC, UTM을 사용하였으며, 그라프트율은 $\beta$-CEA를 5 wt% 사용하였을 때 최적으로 나타났다. 또한 합성된 CPO-g-$\beta$-CEA에 접착증진제인 PX-95를 함량별로 사용하여 PP용 프라이머를 제조하고 접착력을 평가한 결과, 접착증진제의 함량이 3 wt%인 경우 접착력이 4.0 kgf/cm로 가장 높게 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권5호
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• pp.365-370
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• 2011

최근 지구 온난화와 더불어 급격한 기후 변화 등으로 여름철 주간 냉방 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따른 전력 수요량 또한 증가하고 있다. 이런 이유로 세계적으로 에너지 이용 효율 향상에 대한 관심이 높아지고 있고, 최근 국내 및 국외의 축냉시스템을 이용한 주간 전력 피크값을 최소화 하는 연구개발과 실제 적용 사례가 늘어나고 있다. 빙축열시스템의 경우 그 경제적 효과가 높아 그 관심이 높아지고 있는 추세이다. 축냉시스템은 주간 냉방에 사용하는 냉열을 야간에 만들어 탱크에 저장해 두었다가 그것을 낮에 이용함으로써, 갑작스런 부하 증가에 적절히 대응할 수 있는 등 여러 가지 장점을 갖고 있다. 본 실험에서는 슬러리아이스 생성을 위해 냉각표면에서 생성된 슬러리아이스를 분리시키기 위해 유체보다 밀도가 낮은 역전유동 물질을 삽입하여 역전 유동층을 형성하였으며, 역전유동층의 유동에 의해 관군으로 구성되어 있는 냉각튜브 표면에 빙부착이 심화되기 전에 얼음 입자를 분리시켜 수 내지 수십 미크론 단위의 슬러리아이스를 생성하도록 하였다.

• 폴리머
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• 제24권3호
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• pp.342-349
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• 2000

아이소탁틱 폴리프로필렌과 대두유 시스템으로부터 열유도 상분리 및 연신공정에 의하여 중공사막을 제조하였다. 막의 구조와 성능에 관계되는 각종 조업변수들의 영향을 조사하였고 이들을 최적화하였다. 폴리프로필렌/대두유의 용융점도가 microfibril 형성에 영향을 미침을 확인하였고 기핵제를 첨가함에 따라 핵생성 밀도가 증가하여 연신에 의한 구정 간의 기공형성이 향상되었다. 막을 열처리함으로써 연신 시 유도되었던 stress를 이완시켜 막의 수축현상을 방지하여 다공도를 유지할 수 있었다. 기핵제를 첨가한 경우 고-액 상분리에 의하여 구조가 형성되며 응고조의 온도 변화에 따라 핵 생성 밀도가 변화하게 되고 이에 따라 연신에 의한 기공 형성이 영향을 받게 되었다. 기핵제를 첨가하지 않은 경우 핵 생성이 활발하지 않아서 주로 액-액 상분리 거동이 구조 형성에 영향을 미치게 되며 응고조 온도 변화에 따른 효과가 기핵제를 넣은 경우와는 반대의 경향을 나타내었다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권4호
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• pp.249-257
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• 2005

폴리우레탄 프리폴리머들이 폴리올과 디이소시아네이트로부터 제조되었다. 이온화되지 않은 폴리우레탄 프리폴리머들은 폴리프로필렌 글리콜(PPG, MW:1000), 디메치롤 프로피온산(DMPA)과 이소포론 디이소시아네이트(IPDI)를 사용하여 합성되었다. 폴리올과 디이소시아네이트의 몰비를 변화시키면서 합성된 폴리우레탄 프리폴리머들은 물에 분산된 후 물성을 측정하였다. 실험결과는 프리폴리머가 하드세그먼트 40%, NCO 3.43%, [NCO]:[OH]=1.5:1.0의 조건에서 가장 안정한 분산액을 보여 주었고, 30%의 고형분으로 물에 분산되었다. 폴리우레탄 프리폴리머들은 또한 PPG와 DMPA의 몰비를 변화시키면서 합성되었다. DMPA의 몰비가 높을 때 폴리우레탄 수분산액의 입경은 감소하였다 3가지 종류의 말단기 차단제(blocking agent)를 사용하여 제조된 폴리우레탄 프리폴리머들은 사용된 차단제에 따라 각각 다른 초기 해리 온도를 나타내었고 3가지 종류의 차단제에 대한 해리의 시작은 모두 30분 안에 일어났다.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.68-75
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• 2024

경제성과 가공 시 용이성 등의 장점을 가지는 합성수지는 자연상태에서 분해되지 않고 환경오염을 야기 시키는 문제를 가진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 재활용이 가능한 열가소성 수지가 주목되고 있고 그 중 경제성이 뛰어난 폴리프로필렌(PP)에 대한 관심이 높아지고 있다. PP의 경우 기계적 특성 및 열안정성 등과 재활용성이 뛰어나다. 하지만 다수의 문헌에서 열가소성 수지의 반복 가공에 따라 물성의 저하가 일어난다는 것을 확인 할 수 있으며 가공 조건에 따라 품질의 저하가 발생하는 시점이 다르다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 PP 수지에 여러 첨가 성분을 블렌딩하여 복합 조성물 제조 시 반복 공정에 의한 성능 변화를 평가하기 위해 압출 공정 및 사출 공정을 반복 진행하여 기계적 특성 및 열적 특성을 평가하고자 한다. 또한 반복 공정 시 MFI 값 변화에 따라 복합재료 공정 시 섬유의 함침에 어떤 영향을 주는지에 대해 평가하기 위해 복합재료의 기계적 물성을 평가하고자 한다.