• Composites Research
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• 제29권4호
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• pp.161-166
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• 2016

본 연구에서는 습식초지법을 이용하여 탄소나노튜브 버키페이퍼를 제조하고 고강도, 고강성 그리고 유연성을 증대시키기 위하여 폴리우레탄(PU)의 점도를 조절하여 코팅제조한 후 기계적 특성에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. Raman, TGA, PL, SEM, TEM 그리고 Tensile test을 이용하여 SWNTs, SWNTs-buckypaper(SWNTs-BP), 그리고 SWNTs-BP/PU 나노복합필름에 대한 구조 및 물성을 평가하였으며 복합필름단면은 전계방사 주사전자현미경(FE-SEM)을 사용하여 관찰한 후 물성증대원인을 해석하였다. 특히, 5 wt%의 PU 용액으로 코팅할 때 튜브간의 계면 접착력 증가로 최종 물성향상에 기여하였다. 최종적으로 이러한 구조적인 특성을 이용할 경우 초경량, 고강도 나노복합소재를 제조하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 폴리머
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• 제37권4호
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• pp.507-512
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• 2013

수분산 폴리우레탄(waterborne polyurethane; WPU)의 물리화학적/전기적 특성을 개선하기 위하여 그래핀에 이소시아네이트기를 도입하고 in-situ 방법으로 폴리우레탄을 중합하여 그래핀/WPU 나노 복합체를 제조하였다. 본 연구의 접근 방법으로 그래핀을 2 wt%까지 그래핀/WPU 나노 복합체에 도입하면 기존 WPU에 비해 인장강도가 57%, 전기전도도는 약 $10^2$배 정도 향상되는 결과를 얻었다. 또한 단순 블렌드 방법으로 만든 그래핀/WPU 복합체와 비교하였을 때, in-situ 중합 방법으로 제조된 복합체가 상대적으로 우수한 기계적 물성과 전기 전도도를 가졌다. 이것은 전자현미경을 이용한 복합체 단면의 형태학적 분석으로부터 이소시아네이트기가 개질된 그래핀(iGO)이 in-situ 중합 방법에 기인한 WPU 매트릭스와의 공유결합과 수소결합을 통하여 균일하게 분산되었기 때문이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.263-268
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• 2020

이 연구의 목적은 폐타이어 고무분말을 혼입한 폴리우레탄 복합재료와 굵은 골재를 사전채움하고 폴리우레탄을 주입한 폴리우레탄 복합재료의 감쇠성능을 평가하는 것이다. 이를 위하여 총 4 종류의 폴리우레탄 기반 복합재료를 제조하였고, 충격 가진 실험을 실시하였다. 실험을 통하여 시간 영역과 주파수 영역에서의 진동특성을 계측한 후 감쇠비를 계산하였다. 실험 결과, 고무분말을 혼입하여 폴리우레탄의 양이 각각 10.6%와 21.2% 줄어든 실험체들의 감쇠비는 순수한 폴리우레탄 실험체에 비하여 각각 8.4%와 4.6% 낮은 것으로 나타났다. 프리팩트 콘크리트 제조 방법과 유사한 방법으로 제조한 폴리우레탄 복합재료의 감쇠비는 순수 폴리우레탄에 비하여 22% 낮은 것으로 나타났지만 폴리우레탄 혼입량은 50% 감소하였으며, 강성은 25.7배 높은 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.403-409
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• 2012

Poly (carbonate diol), isophrone diisocyanate와 dimethylol propionic acid로 부터 제조된 polyurethane prepolymer의 말단 NCO기를 aniline으로 capping시켜 aniline terminated waterborne polyurethane dispersion (ATWPUD)을 합성하였다. 이 ATWPUD와 물에 분산되어 있는 multi-walled carbon nanotube (MWCNT)를 혼합시켜 전도성 코팅 용액을 제조한 후, 이것을 polycarbonate 기재 위에 도포하여 코팅 막을 형성하였다. ATWPUD와 MWCNT를 혼합하여 얻어진 코팅 막의 표면저항 값은 $10^{7.6}{\sim}10^{7.7}{\Omega}/cm^2$로 순수한 waterborne polyurethane dispersion (WPUD)과 MWCNT의 혼합물로부터 제조된 코팅 막의 $10^{10.9}{\Omega}/cm^2$ 보다 우수한 전기전도도를 나타내었다. 또한 ATWPUD에 첨가되는 MWCNT의 양이 증가될수록 코팅 막의 전기전도도는 증가하였지만 연필경도 및 부착력은 감소되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제41권2호
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• pp.231-242
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• 2012

This research work aims to develop an optimal design using Finite Element (FE) and Genetic Algorithm (GA) methods to replace the traditional concrete and timber material by a Synthetic Polyurethane fibre glass composite material in railway sleepers. The conventional timber railway sleeper technology is associated with several technical problems related to its durability and ability to resist cutting and abrading action of the bearing plate. The use of pre-stress concrete sleeper in railway industry has many disadvantages related to the concrete material behaviour to resist dynamic stress that may lead to a significant mechanical damage with feasible fissures and cracks. Scientific researchers have recently developed a new composite material such as Glass Fibre Reinforced Polyurethane (GFRP) foam to replace the conventional one. The mechanical properties of these materials are reliable enough to help solving structural problems such as durability, light weight, long life span (50-60 years), less water absorption, provide electric insulation, excellent resistance of fatigue and ability to recycle. This paper suggests appropriate sleeper design to reduce the volume of the material. The design optimization shows that the sleeper length is more sensitive to the loading type than the other parameters.

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.500-504
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• 2010

다중벽 탄소 나노튜브(Carbon nanotube, MWNTs)의 우수한 전기적 기계적 특성과 폴리우레탄의 우수한 기계적 물성을 이용하여 우수한 전기 전도성 복합체를 제조하기 위하여 말단기가 polyurethane로 기능화 된 탄소 나노튜브(PU-g-MWNTs)를 제조하였다. 말단기에 형성된 폴리우레탄과 고분자 메트릭스 간의 상용성으로 인한 계면 접합력으로 인해 기능화된 CNT 복합체 기능화 되지 않은 CNT에 비해 우수한 분산성을 나타내었다. PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기 전도성을 PU-g-MWNT의 농도에 따라 측정하였으며 percolation threshold 이론에 의해 해석하였다. 그 결과 PU-g-MWNT/PU 복합체의 전기전도성은 임계농도 0.78 wt%과 임계지수 0.945를 가짐을 확인하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2013

The present approach shows the use of nano-silica/nano-alumina in polyurethane (PU) matrix, which lead to significant improvements in the mechanical and thermal properties of the nano-composite. It is observed that with incorporation of 1% of nano-alumina into the PU matrix, there is an improvement in the tensile strength of around 50%, and for nano-silica the improvement is around 41%, at the same concentration. The morphological data shows that above 3% of the nano particles there are agglomerations in the nanocomposite. Again with the absorption of moisture, there is a decrease in the thermal and mechanical properties of the PU resin, but in this research work it is observed that with the incorporation of the nano particles, in the presence of absorbed moisture there is an improvement in mechanical and thermal properties of the composite, over that of the PU matrix.

• 한국환경과학회지
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• 제21권4호
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• pp.507-515
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• 2012

To improve the mechanical properties of hydroxyapatite (HA)/waterborne polyurethane (WBPU) composites, the hydroxyl group of HA was modified by urethane reactions: the hydroxyl groups of HA were reacted with aliphatic or cyclic diisocyanate, and then the modified HAs were extended by adding polyol and/or ${\varepsilon}$-caprolactone. Composites were prepared by the prepolymer process method: the modified HA was directly pured into the urethane reaction of isocyanate and polyol. The properties of modified HA/WBPU composites were investigated by thermogravimetric analysis, tensile strength, and water resistance. The results showed that the reactivity of aliphatic diisocyanate to the hydroxy group of HA was faster than that of cyclic one. Comparing to those of pure HA/WBPU composite films, the thermal stability, water resistance, and mechanical properties of the modified composite films increased with a degree of modification of HA.

• 공업화학
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• 제33권5호
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• pp.471-476
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• 2022

폴리프로필렌(polypropylene, PP)에 고 함량의 케나프 섬유(kenaf fiber, KF)를 투입하기 위해 PP/KF 펠트가 사용되었으며, 바인더로 폴리우레탄(polyurethane, PU)이 사용되었다. PU 바인더의 조성비 선정을 위해 이소시아네이트와 polyol 비율에 따른 PP/KF/PU 펠트 복합체의 굴곡 강도를 평가하였다. 상용화제로 말레인산 무수물(maleic anhydride, MAH)이 그라프트된 PP-g-MAH가 적용되었다 PP/KF/PU 펠트 복합체의 기계적 물성 변화를 고찰하기 위해 인장, 굴곡 및 충격 특성을 평가하였고, 기계적 물성이 개선됨을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권11호
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• pp.24-29
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• 2021

In this study, the electrical and mechanical properties of carbon polymer composites, which have been gradually increasing in use in various fields, were investigated, and environment-friendly carbon nanofiber/waterborne polyurethane composites were prepared. Carbon nanofibers (diameter = approximately 100-300 mm) were synthesized using a relatively simple CVD process, obtaining a carbon material for application in ultrathin planar heating films and EMP shielding films in the future. The carbon nanofiber was dispersed, and mixed with water-dispersible polyurethane using a dispersing aid. According to the carbon nanofiber mass ratio, 20%-60% polyurethane/carbon nanofiber composites were manufactured. At a concentration of approximately 20%, the percolation threshold was determined, and at a concentration of approximately 50%, an electrical conductivity greater than 0.1 S/cm was determined. Moreover, a sample having a concentration of up to 60% was evaluated to further understand the mechanical properties. It was observed that as the concentration of the carbon nanofibers increased, the elongation decreased.