• Elastomers and Composites
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• 제55권4호
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• pp.249-256
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• 2020

Superabsorbent polymers (SAPs) can absorb and retain ten to thousand times their dry mass of water because of their three-dimensional hydrophilic structures. Conventional SAPs are mainly composed of poly(acrylic acid sodium salt) derived from petrochemicals. The present work is aimed at limiting the use of the petrochemical component by replacing it with a biomass-based material. First, the core-SAP was prepared via the terpolymerization of itaconic acid, vinylsulfonic acid, and cellulose, and the optimum conditions in terms of material input ratio were determined. Following this, the core-SAP was surface-crosslinked by esterification with butane diol to improve its liquid permeability and absorbency under load (AUL). The liquid permeability was measured according to the amount of 0.9 wt.% NaCl solution passing between the swollen SAP particles under a given pressure, and the AUL was estimated from the weight of this solution absorbed under 0.3 psi pressure.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.86-94
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• 2020

고 흡수성 폴리머(SAP)가 콘크리트에 혼입되면 슬럼프가 급격하게 감소하여 시공성이 저하되며, 수분 흡수·방출 과정으로 내부 양생 효과를 얻을 수 있고, 콘크리트의 내부 공극을 증가시킨다. 본 연구에서는 감수제를 사용하여 시공성을 확보한 SAP 혼입 콘크리트의 압축강도 및 동결융해 저항성, 염화물 침투 저항성을 평가하여 내부 양생과 공극의 영향을 평가하였다. 또한 콘크리트의 양생 조건을 수중 양생과 봉함 양생으로 구분하여 SAP의 내부 양생 효과를 평가하였다. 실험 결과, SAP 혼입율이 증가할수록 감수제 사용량은 증가하였으며, 압축강도는 SAP 혼입율 1.5%가 가장 큰 압축강도를 나타냈다. 특히, 봉함 양생의 경우 수중 양생보다 큰 압축강도를 나타냈으며, 유효 물-시멘트 비 감소와 내부 양생 효과에 의해 압축강도가 증가한 것으로 판단된다. SAP를 1.0~1.5% 혼입하면 AE제를 혼입한 경우와 유사하게 동결융해 저항성이 개선되었으며, SAP를 1.0% 이상 사용하면 염화물 침투 저항성이 개선되었다. 최적의 SAP 혼입율은 1.5%이며, 2.0% 이상의 혼입율은 압축강도 및 동결융해 저항성에 악영향을 준다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.311-312
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• 2023

In this study, porous concrete with improved functionality was developed by using superabsorbent polymer (SAP) to provide rooting space for plants. The depth of settlement and mass change according to the substitution and addition rate of SAP were determined by investigating the functional performance of SAP and the volume change upon saturation. Test results indicated the depth of penetration settlement increased as the substitution rate of SAP increased, but the mass change could not be confirmed as the addition rate of SAP increased. The instability of the specimens due to the excessive volume change of SAP, as well as the osmotic pressure phenomenon according to the pH concentration, were identified as the cause. Therefore, future studies are needed to investigate the appropriate substitution and addition rate of SAP, as well as to reduce the osmotic pressure phenomenon according to the pH concentration, which would contribute to the improvement of the functional performance of vegetation concrete.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.88-96
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• 2020

이 연구에서는 고흡수율 폴리머(SAPs)를 포함하는 시멘트계 재료의 자기치유에 대한 습윤/건조 반복 작용의 영향을 실험적으로 평가하였다. 매 주기마다 SAP 함량을 변수로 하는 시멘트 페이스트 시편을 균열 이후 1시간 동안 습윤 조건에 노출시키고(흡수율시험 및 투수시험 진행), 47시간 동안 건조 조건에 노출시켰다. 흡수율시험 결과 SAP 미혼입 시편, SAP 0.5%, SAP 1.0%, SAP 1.5% 혼입 시편의 균열을 통한 흡수율이 각각 1주기 대비 8주기 이후 22.9%, 36.8%, 42.8%, 46.3% 감소한 것으로 나타났다. 또한, 투수시험 결과 모든 시편의 균열을 통한 물 유출량은 습윤/건조 주기에 따라 점차 감소하였으며, 특히 SAP 함량이 증가할수록 유량 감소율은 증가하였다. 또한, X-ray CT 분석을 통해 균열 내 SAPs의 유입수에 의한 팽윤 거동이 확인되었다. 실험 결과는 SAPs가 유입수를 흡수하여 팽윤함에 따라 유효 균열폭이 감소될 수 있고, SAPs는 흡수한 물을 건조 조건에서 주변 균열부에 공급함에 따라 치유 생성물의 형성을 촉진시킬 수 있음을 나타낸다. 이 연구의 결과는 SAPs의 혼입이 균열의 수밀성을 증가시킴에 따라 시멘트계 재료의 자기치유 성능을 향상시킬 수 있음을 나타낸다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.50-59
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• 2020

고 흡수성 폴리머(SAP)는 콘크리트 내부에서 물을 흡수하여 팽창하며 물을 방출하면서 수축한다. 이 과정을 통해 콘크리트는 내부 양생 효과를 얻을 수 있지만 팽창한 SAP가 차지하고 있던 공간은 공극으로 존재하게 된다. 따라서 본 연구에서는 SAP를 혼입한 콘크리트의 기초 물성 및 염화물 침투 저항성을 평가하여 SAP의 내부 양생과 공극에 의한 영향을 평가하였다. 또한 SAP에 의한 내부 양생 효과를 평가하기 위해 양생 조건을 수중 양생과 봉함 양생으로 구분하여 실시하였다. 실험 결과, 수중 양생의 압축강도는 혼입율에 따라 큰 차이가 없었으며, 봉함 양생의 경우에는 SAP의 혼입율이 증가함에 따라 압축 강도가 증가하는 경향을 나타냈다. 봉함 양생의 경우 내부 양생 효과가 압축 강도 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 염화물 확산계수 측정 결과, SAP의 혼입율 증가에 따라 확산계수가 감소하는 경향을 나타냈으며, 특히 봉함 양생은 내부 양생 효과로 인해 수화 반응이 촉진되어 염화물 침투 저항성이 더욱 개선된 것으로 판단된다. 양생 조건이 다른 경우 표면 전기저항을 이용해 염화물 침투 저항성을 평가하는 것은 부적절한 것으로 판단된다.

• 한국포장학회지
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• 제27권1호
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• pp.35-40
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• 2021

Calcium hydroxide (CH) reacts with CO2 to produce moisture, and sodium carbonate (SC) reacts with CO2 in the presence of moisture. Using these different characteristics of these two reactants, a CH/SC mixture of CO2 absorber tuned for kimchi ripening to produce CO2 in a flexible package was selected. A ratio of CH:SC (1:2) in highly gas permeable microporous spunbonded film (Tyvek) sachet was found to be appropriate for delayed and consistent CO2 absorption useful for kimchi package. Addition of superabsorbent polymer (SAP) as moisture buffer was helpful for boosting the consistency of CO2 absorption. In a package of 0.5 kg kimchi at 10℃, the sachet consisting of 0.794 g of CH + 2.276 g of SC + 0.4 g of SAP suppressed its volume expansion and maintained a suitable range of CO2 partial pressure (PCO2) steadily inside. These optimal conditions may vary depending on the type and salinity of kimchi, storage and distribution temperature, and the material and area of the absorber sachet. This study showed a potential of mixture CO2 absorber to be tuned for CO2 producing packaged kimchi for the purpose of keeping consistent PCO2 at tolerable volume expansion.

• Elastomers and Composites
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• 제55권4호
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• pp.314-320
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• 2020

This study focused on experiments with polyethylene glycol (PEG) and glycidyl methacrylate (GMA), which are functional additives for water-expandable rubber. Polychloroprene rubber (CR)/superabsorbent polymer (SAP) composites were prepared and their cure behaviors, mechanical properties, water absorption rates, and surface morphology were measured based on the functional additives applied. When PEG and GMA were applied to the composites, the water absorption rate increased-including the initial rate-compared to that measured when functional additives were not used. The results also show that PEG has a hydrophilic functional group, which allows it to absorb more water, and GMA acts as a coupling agent between CR and SAP. However, with the introduction of functional additives, the cure rate slowed down and the mechanical properties also decreased.

• 공업화학
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• 제7권1호
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• pp.136-144
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• 1996

역상현탁 중합방법으로 sodium acrylate 및 아크릴산을 모노머로 사용하고 분산제로는 sucrose fatty acid ester(S-570), 증점제로는 Xanthan-gum, 가교제로는 EDGMA 및 GPGE, 개시제로는 $K_2S_2O_8$, 및 용매로는 사이클로헥산을 사용하여, sorbitol의 함유량을 10~50%로 변화시키면서 sorbitol이 결합하고 있는 고흡수성 수지(SAP)를 합성하였다. 합성한 고흡수성 수지를 모노머량의 0.05~0.40mol%로 표면가교 시켰고, 입자형태는 구형이었으며 입자크기 분포는 $177{\sim}707{\mu}m$ 이었다. 고흡수성 수지의 흡수량은 물에 대하여는 785~1086배 이었고, 0.9% NaCl 용액에 대해서는 50~83배 이었다. Sorbitol의 함유랑이 증가할 수록 고흡수성 수지의 흡수량과 보수량은 감소하였으며, +5 cal/g SAP의 흡열특성을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.20-29
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• 2016

이 연구에서는, 우리나라 전통 건축재료 중 하나인 천연 황토 모르타르에 사용되어 온 해초풀과 현대적 재료인 고흡수성수지(Superabsorbent Polymer, SAP)와 같은 흡수성 물질이 이러한 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향이 조사되었다. 흡수성 물질과 더불어 문화재표준시방서에서 권고하는 초기 밀봉양생의 효과 역시 검토되었다. 실험에 의한 28일 압축강도와 수렴한 건조수축 변형율의 검토 결과, 우선 초기 7일간의 밀봉 양생은 강도향상과 수축저감에 효과적이었다. 따라서, 문화재표준시방서의 권고는 합리적이며 실효성이 있는 것으로 검증된다. 흡수성 물질의 혼입 역시 두 재료특성에 있어 효과적인데, 그 효과는 물질들의 흡수 능력에 의존한다. 따라서, 흡수 능력이 더 높은 SAP을 사용하는 것이 해초풀을 사용하는 것보다 더 효과적이다. 그러나, 이러한 것들이 유효하기 위해서는 초기 밀봉양생과 물이 추가되지 않는 조건들이 함께 따라야 한다. 마지막으로, 황토 모르타르의 압축강도의 증가는 건조수축의 감소와 선형적으로 관계한다. 이러한 선형 상관성에 의해, 초기밀봉 양생 또는 흡수성 물질의 혼입에 따른 모르타르의 압축강도 증가하는 원인이 정량적으로 설명될 수 있다.