폴리프로필렌(polypropylene, PP)/옥수수전분(corn starch) 마스터뱃취(MB)/실리케이트 복합체를 전분 함량을 10, 20, 30, 40, 50으로 변화시키면서 실험실 규모의 brabender mixer를 이용하여 $200^{\circ}C$에서 제조하였다. 실리케이트의 함량은 5 wt%로 고정하였다. 복합체에서 전분 MB 함량 변화는 적외선분광기(FT-IR)를 이용하여 수산기의 존재여부와 피크 강도 변화로 확인하였다. PP/전분 MB/실리케이트 복합체의 열적특성을 시차주사열용량분석기(DSC) 그리고 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. PP/전분 MB/실리케이트의 용융온도에는 큰 변화가 나타나지 않음을 알 수 있었고, 분해온도는 전분 MB 함량에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보여주었다. 복합체의 실리케이트 분산정도는 X-선 회절(XRD)과 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 측정하였다. 복합체의 실리케이트 분산은 전분 MB의 함량에 의존하였고, 전분 MB가 20 wt% 이상 첨가되었을 때 d-spacing과 피이크 강도에 큰 변화를 보였다. 복합체의 유변학적 특성은 전분 MB의 함량에 따라 shear thinning effect와 탄성특성에 있어 증가를 나타내었다. 또한 전분 함량이 20 wt% 이상 첨가되었을 때 이들 유변학적 특성에 있어서 큰 변화를 나타내었다. 이는 $200^{\circ}C$에서 동적유변학측정기를 이용하여 확인하였다.
고분자 결합제로 hydroxyl terminated polybutadiene(HTPB)와 폴리에틸렌 플라스토머인 Exact를 사용한 고농축 복합화약 시뮬란트의 유변학적 특성을 연구하였다. 충전제로서 설탕 및 research department explosive(RDX)와 물리적 특성이 유사한 Dechlorane을 사용하였다. HTPB 사용시에는 가소제로 diethyl hexyl adipate(DEHA or DOA)를 첨가하기도 하였다. 농축 현탁계의 혼화는 시그마 블레이드가 장착된 회분식 혼련기(Rheomix 600, Haake) 를 사용하였고 유변학적 물성은 평판-평판 레오미터 및 모세관 레오미터를 이용하였다. 고농축 결합제/충전제 현탁계의 벽면 미끄러짐 현상, 전단 히스테리시스에 따른 틱소트로피 거동, 전단속도 및 충전제 첨가에 따른 유동불안정성 변화를 조사하였다.
용융상태에서 nylon 12 elastomer에 소량의 dicumyl peroxide (DCP) 와 triallyl cyanuate (TAC)를 첨가하여 nylon 12 elastomer를 부분적으로 가교시켰으며, 이에 따른 nylon 12 elastomer의 기계적, 동적기계적 그리고 유변학적 특성을 tensile test, DMA, small amplitude oscillating rheometer를 이용하여 각각 알아보았다. TAC의 함량이 증가함에 따라 인장탄성률과 영률은 증가하고, 파단신율은 감소하였다. DMA 측정결과, DCP로 부분적으로 가교시킨 nylon 12 elastomer의 PTMG상의 유리전이온도는 순수한 nylon 12 elstomer에 비해 증가하였고, storage modulus는 nylon 12상의 용융온도 이상에서도 거의 일정한 값을 나타내었다. 부분적으로 가교시킴에 따른 유변학적 특성의 변화는 TAC의 함량이 증가함에 따라 solid like behavior와 shear thinning behavior가 점점 뚜렷하게 나타남을 알 수 있었다. 이로부터 nylon 12 elastomer를 용융상태에서 부분적으로 가교시킴으로써 용융가공성을 저하시키지 않으면서, 기계적 물성은 효과적으로 향상시킬 수 있었으며, 특히, nylon 12 elastomer의 사용가능 온도범위를 증가시킬 수 있었다.
The morphology of the thermoplastic vulcanizates prepared from ethylene-propylene-diene terpolymer, polypropylene and high density polyethylene(HDPE) or ethylene based ionomer were studied. Blends were prepared in a laboratory internal mixer where EPDM was cured in the presence of PP and HDPE or ionomer under shear with dicumyl peroxide(DCP). The effects of DCP concentration and rubber/plastics composition were studied. In the morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM), a small amount of EPDM acted as a compatibilizer to HDPE and PP. It was also revealed that the dynamic vulcanization process could reduce the domain size of the crosslinked EPDM phase. When ionomer was added to EPDM/PP blend, the thermoplastic vulcanizate showed typical ductile fracture topology and the trend was more clearly observed when DCP contents and ionomer contents are higher.
In this work, HAp-(t-ZrO2) ceramic composites of biomimic artificial bone were fabricated by multi-extrusion process in order to replace nature bone. HAp-(t-ZrO2) and graphite powders were mixed separately with ethylene vinyl acetate (EVA) and stearic acid using shear mixer. Extruded HAp-(t-ZrO2) filaments and carbon filaments were arranged in the die to fabricate the first pass filament. The first pass filaments were arranged in the same die with a central carbon core for making the space for spongy bone. Burning out and sintering processes were performed to remove the binder and lubricant. The microstructure channel diameter was researched around $300{\mu}m$. Microstructure analysis was carried out by OM, SEM, and $\mu$-CT. Compressive strength was investigated for the artificial bone. Some preliminary bio-compatibility test was evaluated.
Internal fibrillation of pulp fiber is an important factor affecting paper properties. Internal fibrillation of pulp fiber is usually introduced with several kinds of modifications of fiber by the mechanical treatment such as refining, high shear and/or high consistency mixing, etc. Unfortunately there are no standardized methods that can characterize the extent of internal fibrillation and its contribution on the paper properties. The purpose of this study is to try and find the potential methods that can characterize the internal fibrillation of pulp fiber quantitatively. Softwood bleached kraft pulp was treated with Hobart mixer to introduce the internal fibrillation without the significant fiber damage and external fibrillation. The extent of internal fibrillation was increased with the increase of mechanical treatment consistency. Several fiber properties were measured to find the potential means that could characterize and quantity the internal fibrillation. Laminated area could not be used as a means for quantifying the internal fibrillation because of the effect of swelling and the different internal fibrillation behavior at different mechanical treatment consistency. Micro and macro internal fibrillation models were proposed for describing the different behavior for the mechanical treatment at low and high consistencies of pulp. The Internal fibrillation showed good correlation with swelling of fiber wall. This trend was confirmed through the measurement of wall thickness and/or cross section area of fiber. Therefore the internal fibrillation possibly can be described as the indices indicating the change of wall thickness and/or cross section area.
본 연구는 골판지고지의 가장 중요한 물성인 강도적 성질을 증대시키기 위하여 섬유의 전처리 방법으로서 Hobart mixer를 사용하여 섬유 내부의 결합제거 및 섬유표면에 Microcompression을 형성하여 개질처리 하였으며, 4가지 방법의 고해방법(Valley beater, Kady mill, Impact refining)을 채택하여 골판지고지의 최적고해 방법을 찾는데 그 목적을 두고 이 연구를 수행하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 섬유장감소를 적게 유발하는 고해방법으로는 Kady mill과 PFI mill의 고해방법 이었으며 고해시 Curl을 펴주는 고해방법을 Kady mell과 Valley beater의 고해방법이 적절하였다. 2. 열단장은 Valley beating의 고해방법에 의하여 강도가 가장 많이 증가되었으며 인열강도는 가장 많이 감소하였다. 섬유전처리를 한 Comp-1과 Comp-2는 고해방식과 상관없이 열단장을 전체적으로 약 10% 증대시켰다. 3. 인열강도는 Comp-1, Comp-2의 전처리방법과 PFI mill 고해로 증대할수 있었다. 4. 파열강도는 Comp-1, Comp-2의 전처리방법과 Valley beater 고해로 증대할수 있었다. 5. 인열강도를 우지한채로 열단장을 가장 높이는 방법은 섬유전처리 방식인 Comp-1이나 Comp-2를 사용하여 Valley beating을 이용하는 방법으로 판단되었다.
Effects of silane modifier, bis(triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT(S4)) and bis(triethoxysilylpropyl) disulfide (TESPD(S2)), on silica filled compound were investigated upon processability, dynamic, mechanical, heat build-up, blowout properties, and silica dispersion in natural rubber (NR). The temperature of the S2 treated silica compound generated higher than that of the S4 treated compound during internal mixer compounding. The shear viscosity of the S2 compound exhibited lower than that of the S4 compound and the viscosity measured in dynamic mode was close to each other. The elongation modulus of the S2 compound exhibited lower than that of the S4; however, the tear resistance strength of the S2 compound exhibited higher than that of the S4 compound. The loss tan$\delta$ values of the S2 compound exhibited higher than those of the S4 at room temperature. The augmentation of the test temperature lowered the tan$\delta$ values of each compound, which results in close tan$\delta$ values to each other at $100^{\circ}C$. The S2 compound deformed less than the S4 compound, and the blowout time of each compound was close to each other. The S2 compound generated more heat build-up than the S4 compound. The abrasion loss of the S2 compound was less than that of the S4 compound. The size of the silica agglomerate reduced on both S4 and S2 compounds upon vulcanization. The addition of the bifunctional silanes (S2 and S4) on silica filled NR compound improved the processability of each compound and their effects were more significant on the S2 compound than the S4 compound. After vulcanization the silica agglomerate size of each compound reduced compared with before vulcanization.
새로운 방법에 의하여 제조된 셀룰로오스-NMMO pre-dope를 이용한 셀룰로오스 섬유 및 필름 제조를 위한 압출가공 시 열분해 및 기계적 분해에 따른 셀룰로오스의 분자량 및 알파 셀룰로오스 함량 변화에 대하여 고찰하였다. 고속분쇄에 의해 제조된 pre-dope를 압출기에 통과시켜 용액으로 제조할 때 가공온도, 셀룰로오스의 농도 및 체제시간에 따라 셀룰로오스의 분자량 및 알파 셀룰로오스 함량 변화가 다양하게 나타났다. 셀룰로오스의 분자량과 알파 셀룰로오스 함량은 셀룰로오스의 농도가 낮을수록 온도가 높을수록 감소하였다. 셀룰로오스 농도 15% 및 짧은 체제시간 영역에서 알파 셀룰로오스 함량은 높은 전단으로 인해 온도가 높을수록 가장 큰 변화를 보였다. 다양한 가공조건으로부터 알파 셀룰로오스 함량변화 거동은 분자량 변화와 다른 거동을 보였으며 셀룰로오스 용액 제조를 위한 압출가공조건이 중요 요인임을 알 수 있었다.
PZT suspensions for photo-curable 3D printing were fabricated and their characteristics were evaluated. After mixing the PZT, photopolymer, photo-initiator, and dispersant for 10 min by using a high-shear mixer, the viscosity characteristics were investigated based on the powder content. To determine an appropriate dispersant content, the dispersant was mixed at 1, 3, and 5 wt% of the powder and a precipitation test was conducted for two hours. Consequently, it was confirmed that the dispersibility was excellent at 3 wt%. Through thermogravimetric analysis, it was confirmed that weight reduction occurred in the photopolymer between 120? and 500?, thereby providing a debinding heat treatment profile. The fabricated suspensions were cured using UV light, and the polymer was removed through debinding. Subsequently, the density and surface characteristics were analyzed by using the Archimedes method and field-emission scanning electron microscopy. Consequently, compared with the theoretical density, an excellent characteristic of 97% was shown at a powder content of 87 wt%. Through X-ray diffraction analysis, it was confirmed that the crystallizability improved as the solid content increased. At the mixing ratio of 87 wt% powder and 13 wt% photo-curable resin, the viscosity was 3,100 cps, confirming an appropriate viscosity characteristic as a stereolithography suspension for 3D printing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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