• 감성과학
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• 제26권1호
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• pp.79-86
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• 2023

본 연구의 목적은 PET를 재활용하여 만든 물질재생 PET사를 함침공정을 통해 고전도성의 E-textile로 제작하는 것이다. 소수성의 성질을 가지고 있는 PET사는 virgin과 recycled 모두 함침공정을 통해 전자섬유로 제작되었을 때에 높은 전도성을 부여하기 힘들다는 특징이 있다. 함침공정의 효율성 향상을 위해 FEMTO SCIENCE사의 Covance-2mprfq 모델을 사용하여 재생 PET사로 이루어진 시료를 50w 5분, 10분간 플라즈마로 표면 개질하였다. 이 후 SWCNT 분산액(.1wt%, cobon 사)에 5분간 시료를 담근 후 패딩기(Padder, DAELIM lab)를 통해 시료 안쪽으로 용액이 잘 스며들도록 Dip-coating 진행하였다. 공정이 완료된 후 저항측정을 양끝점에서 멀티미터를 통해 측정하고 좀 더 넓은 전극을 통해 정밀하게 다시 측정하였다. 고찰한 결과 플라즈마 표면 개질을 통해 함침공정을 통한 고전도성 부여가 가능해졌음을 확인할 수 있었다. 10분간 표면 개질한 경우 저항이 최대 2.880배 감소하였다. 본 연구결과를 기반으로 스마트 웨어러블 분야에서 활용되는 E-textile 또한 recycle 소재로 제작함으로써 석유자원을 절약하고 탄소배출량을 감소시킬 수 있는 스마트 웨어러블 제품을 개발하고자 한다.

• Composites Research
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• 제30권3호
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• pp.175-180
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• 2017

탄소섬유 강화 복합재료는 가볍고, 우수한 물성을 가지고 있기 때문에 그 수요는 급격하게 증가되고 있다. 그에 따라, 탄소섬유 강화 복합재료의 기지로 재활용이 가능한 열가소성 수지를 사용한 복합재료 연구를 많이 진행하고 있다. 본 연구에서는 재활용 PET를 이용하여 재활용 복합재료에 대한 활용성 평가를 하였다. PET는 음료수 병으로 활용되는 폐기물을 수집하여 PET 필름을 제조하는 과정을 거쳤으며, PET 필름을 제조하기 위한 성형 온도와 시간의 차이에 따른 기계적 물성을 비교하여 최적의 성형온도와 시간을 분석하였다. 이를 바탕으로 재활용 PET 필름과 탄소섬유 매트를 이용하여 CF/PET 복합재료를 최적으로 성형하기 위한 변수를 관찰하였다. 성형 조건에 따른 기계적 물성을 굴곡시험으로 확인하였고, PET 필름이 탄소섬유 매트 내에 함침 되는 정도를 단면 사진으로, 그리고 계면 성질을 층간전단강도로 평가하였다. 궁극적으로 최적의 기계적 물성을 가지는 CF/PET 복합재료를 성형하기 위한 성형 조건이 $270^{\circ}C$와 5분임을 확인했다.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.515-521
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• 2023

본 연구에서는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 열분해하여 얻은 폐 탄소섬유를 이용하여 기상 불소화를 통해 불화탄소를 제조하고 리튬일차전지의 환원극 소재로 재활용하고자 하였다. 먼저 열분해로 얻은 폐 탄소섬유의 물리화학적 특성을 파악하였으며, 이 폐 탄소섬유에 기상 불소화 효과를 평가하기 위하여 불화탄소의 구조적, 화학적 특성을 분석하였다. XRD 분석에 의해 폐 탄소섬유의 육각망탄소 적층구조(002피크)는 기상 불소화의 온도가 증가함에 따라 점차 불화탄소 구조(001피크)로 전환되었음을 확인하였다. 이 불화탄소를 이용하여 제조된 리튬일차전지의 방전용량은 최대 862 mAh/g이었다. 이는 다른 탄소 재료로 제조한 불화탄소 기반 리튬이온차전지의 방전용량과 비교하였을 때 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과는 폐 CFRP 기반 폐탄소섬유를 이용한 불화탄소는 리튬일차전지의 환원극 소재로 활용할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제17권1호
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• pp.10-14
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• 2022

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.48-54
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• 2023

본 연구에서는 금속성분을 다량 함유한 전기로산화슬래그(EOS)를 골재로 활용한 콘크리트에 도전성이 높은 카본계 재료를 혼입하여 현장적용이 가능한 EMP 차폐 콘크리트의 최적배합을 도출하고자 기초적인 물성과 두께별 EMP 차폐성능을 평가하였다. 평가결과 슬럼프는 카본섬유(CF)의 혼입량이 증가할수록 저하, 밀드카본(MCF) 혼입시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 압축강도는 EOS가 NA에 비해 강도를 증진시키는 것을 확인할 수 있었으며, CF 및 MCF 혼입시 강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다. EMP 차폐 측정결과 두께가 증가할수록 차폐율이 증가하였으며, 도전성 재료의 첨가량보다 도전성 재료의 종류 및 시험체의 두께가 차폐율 증가에 영향력이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 종합적으로 비교평가를 진행한 결과 EMP 차폐 콘크리트 배합으로 EOS CF 0.2가 적합한 것으로 사료된다.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권2호
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• pp.181-194
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• 2007

This paper presents the mechanical properties of a composite consisting of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin mixed with carbon fiber reinforced plastics (CFRP) pieces (CFRP/ABS). CFRP pieces made by crushing CFRP wastes were utilized in this material. Nine kinds of CFRP/ABS compounds with different weight fraction and size of CFRP pieces were prepared. Firstly, tensile and flexural tests were performed for the specimens with various CFRP content. Next, fracture surfaces of the specimens were microscopically observed to investigate fracture behavior and fiber/resin interface. Finally, the tensile modulus and strength were discussed based on the macromechanical model. It is found that the elastic modulus increases linearly with increasing CFRP content while the strength changes nonlinearly. Microscopic observation revealed that most carbon fibers are separated individually and dispersed homogeneously in ABS resin. Epoxy resin particles originally from CFRP are dispersed in ABS resin and seem to be in good contact with surrounding resin. The modulus and strength can be expressed using a macromechanical model taking account of fiber orientation, length and interfacial bonding in short fiber composites.

• Advanced Composite Materials
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2007

Composite materials consisting of crushed carbon fiber reinforced plastics (CFRP) pieces and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin were prepared by an injection mold method to solve the problem of recycling of CFRP. The electrical properties, such as electrical resistivity, alternating current impedance and electromagnetic interference (EMI) shielding effect, were measured for the composites. The electrical resistivity of the composites showed a percolation type of conduction behavior and no difference between parallel and perpendicular to the injection direction was observed for CFRP content higher than the critical value. Measurement of alternating current impedance revealed that the conduction mechanism is attributed to the direct conductive paths generated by distributed carbon fibers; however, strong frequency dependence of the impedance was observed for the CFRP content near the critical one. The frequency dependence of the impedance is caused by the inter-fiber connection and can be expressed as a simple equivalent circuit. The absorption component of shielding effect (SE) was smaller than the expected value estimated from its resistivity. The decline of SE is thought to be caused by the decrease in effective thickness due to fiber orientation.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권2호
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• pp.257-270
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• 2022

Recycled aggregate concrete (RAC) is rarely used in load-carrying structural members. To widen its structural application, the compressive behavior of a promising type of composite column, steel-fiber reinforced polymer (FRP) double-tube confined RAC column, has been experimentally and analytically investigated in this study. The objectives are the different performance of such columns from their counterparts using natural aggregate concrete (NAC) and the different mechanisms of the double-tube and single-tube confined concrete. The single-tube confined concrete refers to that in concrete-filled steel tubular (CFST) columns and concrete-filled FRP tubular (CFFT) columns. The test results showed that the use of recycled coarse aggregates (RCA) affected the axial load-strain response in terms of deformation capacity but such effect could be eliminated with the increasing confinement. The composite effect can be triggered by the double confinement of the steel and carbon FRP (CFRP) tubes but not by the steel and polyethylene terephthalate (PET) FRP tubes. The proposed analysis-oriented stress-strain model is capable to capture the load-deformation history of such steel-FRP double-tube confined concrete columns under axial compression.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.379-387
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• 2017

본 연구에서는 기존 PVA 섬유보강 시멘트 복합체(fiber-reinforced cementitious composites, FRCCs) 대비 성능유지 90% 이상을 목표로 하여 자원순환형 재료를 치환한 PVA FRCCs를 제조 및 개발하고자 하였다. 자원순환형 재료를 치환한 FRCCs의 압축, 휨 및 직접인장강도 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하였으며, 이와 더불어 FRCCs의 제조단계에서 이산화탄소($CO_2$) 배출량을 국내 외 LCI 데이터베이스를 통하여 평가하였다. 실험을 통해 역학적 특성을 평가한 결과, 자원순환형 재료의 치환율이 증가함에 따라 압축, 휨 및 직접인장강도가 감소하는 경향으로 나타났다. $CO_2$ 배출량은 물결합재비(W/B)가 높고, 플라이 애시(FA)의 치환율이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. FA의 치환율이 증가함에 따라 결합재 지수($B_i$) 또한 증가하여 단위 강도(1 MPa)를 발휘하기 위한 결합재의 양이 보통 포틀랜드 시멘트보다 FA가 높은 것으로 나타났다. FRCCs의 성능을 유지하기 위해 설정된 목표치와 $CO_2$ 배출량을 동시에 고려해 볼 때 W/B 45%, FA 25% 및 순환 잔골재 25%가 치환된 배합이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국염색가공학회지
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• 제35권3호
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• pp.169-178
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• 2023

The extended use of polyester nowadays has increased the amount of waste polyester (PET) released into the environment. Although these materials don't directly harm living things or the ecosystem, their inability to biodegrade remains one of the major global threats, driving up the amount of solid waste made up of PET. Environmental concerns have approved an increasing interest in recycled PET however the production of recycled PET with sufficient mechanical properties is still a challenge. Recycled Polyester (rPET) yarns are inexpensive and have the potential to acquire better mechanical characteristics through physical treatments, particularly by using technically simple method like uniaxial drawing. This study inspected the drawn behavior of virgin PET yarns and rPET yarns under various drawing parameters by first analyzing the initial material characteristics of both yarn. The impact of stretching on mechanical and morphological properties was also investigated. The results showed that virgin PET has better properties than rPET yarn; however, mechanical properties resembling virgin PET are achieved after optimizing the draw ratio.