• Carbon letters
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• 제11권4호
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• pp.279-284
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• 2010

Graphene is one of the most promising materials for many applications. It can be used in a variety of applications not only as a reinforcement material for polymer to obtain a combination of desirable mechanical, electrical, thermal, and barrier properties in the resulting nanocomposite but also as a component in energy storage, fuel cells, solar cells, sensors, and batteries. Recent research at Michigan State University has shown that it is possible to exfoliate natural graphite into graphite nanoplatelets composed entirely of stacks of graphene. The size of the platelets can be controlled from less than 10 nm in thickness and diameters of any size from sub-micron to 15 microns or greater. In this study we have investigated the influence of melt compounding processing on the physical properties of a polyamide 6 (PA6) nanocomposite reinforced with exfoliated graphite nanoplatelets (xGnP). The morphology, electrical conductivity, and mechanical properties of xGnP-PA6 nanocomposite were characterized with electrical microscopy, X-ray diffraction, AC impedance, and mechanical properties. It was found that counter rotation (CNR) twins crew processed xGnP/PA6 nanocomposite had similar mechanical properties with co-rotation (CoR) twin screw processed or with CoR conducted with a screw design modified for nanoparticles (MCoR). Microscopy showed that the CNR processed nanocomposite had better xGnP dispersion than the (CoR) twin screw processed and modified screw (MCoR) processed ones. It was also found that the CNR processed nanocomposite at a given xGnP content showed the lowest graphite X-ray diffraction peak at $26.5^{\circ}$ indicating better xGnP dispersion in the nanocomposite. In addition, it was also found that the electrical conductivity of the CNR processed 12 wt.% xGnP-PA6 nanocomposite is more than ten times higher than the CoR and MCoR processed ones. These results indicate that better dispersion of an xGnP-PA6 nanocomposite is attainable in CNR twins crew processing than conventional CoR processing.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4653-4658
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• 2014

나일론66/실리케이트 복합체를 자동차 부품 소재로 적용하기 위해서 충격특성 개선에 대한 연구가 요구된다. 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 나일론66/실리케이트 복합체를 실란계열의 ${\gamma}$-APS로 처리한 실리케이트 사용과 MAH가 그라프트된 옥텐계 ${\alpha}$ 올레핀을 첨가한 경우로 하여 제조하였다. 실란처리된 실리케이트의 화학구조는 적외선 분광기(FT-IR)을 이용하여 측정하였고, 나일론66/실리케이트 복합체의 열적특성, 실리케이트 삽입여부 및 아이조드 충격강도를 DSC, TGA, XRD, 그리고 Izod 시험기를 이용하여 분석하였다. 실란계열로 처리된 실리케이트의 화학반응여부는 표면 수산기 피이크의 감소로부터 확인하였다. 복합체의 분해온도에는 큰 차이를 보이지 않았지만 결정화온도와 결정화도는 약간 증가하였다. 이는 사용한 첨가제들이 나일론 66에 불균일 핵제로의 역할을 했기 때문으로 추측된다. 나일론66/실리케이트 복합체의 아이조드 충격특성 측정결과 실란으로 처리된 실리케이트를 사용한 경우 약 24% 정도의 충격강도 개선효과를 보여주었다.

• 공업화학
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• 제24권2호
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• pp.214-218
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• 2013

나일론66에 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nano tube, MWCNT)를 1, 3, 5, 7 wt% 첨가하여 이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 나일론66/MWCNT 복합체를 제조하였다. MWCNT의 함량에 따른 열적특성, 분산성, 유변 학적 특성 및 충격특성을 DSC, TGA, X선 회절 분석기(XRD), 전자주사현미경(SEM), 동적유변측정기(ARES) 그리고 Izod 시험기를 이용하여 분석하였다. 나일론66에 MWCNT를 첨가할 때 나일론66의 비등온결정화에 영향을 주는 것을 DSC를 이용하여 확인하였다. 나일론66/MWCNT 복합체의 경우 낮은 전단속도 영역에서 복합점도 및 복합점도에 대 한 주파수 의존성을 나타내는 전단박하(shear thinning)가 증가하였으며, MWCNT 함량이 증가할수록 증가폭이 크게 나타났다. 또한 복합체의 G'-G" plot의 기울기가 감소하는 현상으로부터 탄성특성 증가를 확인하였다. 기계적 물성으 로 Izod 충격강도를 분석하였고, 3 wt% MWCNT가 첨가될 때 60%의 충격강도 개선을 확인하였다. SEM을 이용하여 나일론66내의 MWCNT의 분산성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권3호
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• pp.55-62
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• 2005

굴 양식의 부산물인 패각과 혼합 폐플라스틱을 이용하여서 패각의 함유 및 패각 표면 재질에 따른 물성과의 상관관계에 관한 연구를 하였다. 먼저 패각과 순수 LDPE를 twin screw extruder를 시용하여 40 wt%의 마스터배치(masterbatch, M/B)를 제조한 후, 다시 이를 순수 LDPE와 섞어서 패각 함유 10 wt%에서 40 wt%까지의 사출용 시편을 제조하였다. 한편 순수 LDPE 대신에 혼합 폐플라스틱을 이용하여 상기와 동일한 방법으로 사출용 시편을 제조하였고, 패각과 혼합 폐플라스틱과의 상용성을 향상시키기 위해서 패각의 표면을 양이온과 양이온성 계면활성제로 치환하였다. 표면 개질 패각을 이용하여 혼합 폐플라스틱과의 혼입을 통해 상기와 동일 함량을 갖는 사출 시편을 제조한 후 기계적 물성을 측정하였다. 측정 결과 표면을 개질한 패각을 함유한 혼합 폐플라스틱은 미개질 패각 함유 시편에 비해 매트릭스와의 상용성 증가로 인해 굴곡강도, 압축강도, 열변형 온도 등의 물성 향상을 나타내었다. 따라서 패각을 함유시 혼합 폐플라스틱의 기계적 물성의 향상으로 인해 새로운 용도 개발이 가능한 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권4호
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• pp.30-36
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• 2014

자동차 산업의 발달과 함께 환경오염 문제가 심각해지면서 연간 300,000톤 이상 발생하는 폐타이어의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용을 목적으로 40, 80, 140 mesh 크기의 폐타이어 분말을 선별한 후, 입도 분석을 통하여 크기를 확인하고 그 형상을 SEM을 통해 관찰하였다. 또한 각각의 폐타이어 분말을 Virgin PP와 혼합하고 Intermeshing Corotating Twin Screw Extruder를 이용하여 TPV를 제조하고 특성 분석을 하였다. 이 중 효과가 좋은 140 mesh의 폐타이어 분말과 Virgin PP, Waste PP, PP-g-MA 세 가지 종류의 매트릭스를 다양한 비율로 혼합하여 TPV를 제조한 후 UTM을 통한 인장강도, 연신율과 Izod impact로 충격강도 등을 측정하였고 TGA로 열안정성을 확인하였다. 또한 SEM을 통하여 폐타이어 분말의 분산정도 및 파단면을 확인하였다.

• 접착 및 계면
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• 제22권3호
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• pp.106-110
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• 2021

최근 친환경 소재, 특히 부산물을 활용한 연구가 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 비료 제조 시 발생하는 공정 부산물인 석고(CaSO₄)를 고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene, HDPE)에 충전한 복합재료의 물성을 조사하였다. Co-rotating twin screw extruder를 이용하여 석고의 함량을 0~20 wt% 충전하여 복합재료를 제조하고 이의 기계적, 유변학적, 열적 특성을 평가하였다. 그 결과 인장강도는 미충전 HDPE 대비 4.1% 이하로 물성 저하가 크지 않다. 석고의 함량이 증가할수록 열적 안정성이 향상되었고 석고의 함량이 복합재료의 점도 특성에 거의 영향을 끼치지 않는 것을 확인하였다.

• 한국염색가공학회지
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• 제34권2호
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• pp.117-126
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• 2022

In this study, thermoplastic composites were manufactured using ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PC(polycarbonate), and POE(polyolefin elastomer), which are thermoplastic plastics. Twin screw extruder and injection molding were used to manufacture thermoplastic composites. When the ABS/PC/POE thermoplastic composite material was manufactured, the POE mass fraction was set to 1 to 5 wt.%, and the thermal and mechanical properties according to the POE mass fraction were analyzed. Based on the physical properties of ABS/PC/POE, a 3D model in the form of an e-bike frame was created. After setting the boundary conditions, when an external load is applied, geometry simulation was performed to predict product performance. The ABS/PC/POE thermoplastic composite material exhibited the best physical properties when the mass fraction of POE was 3 wt.%. In the simulation results for the physical properties of the 3D model in the form of an e-bike frame, the best physical properties were shown when the mass fraction of POE was 2 ~ 3 wt.%. As a result, the manufacturing conditions for ABS/PC/POE thermoplastic composite materials were set, and research was conducted to reduce product development costs and development time.

• 한국수산과학회지
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• 제47권5호
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• pp.577-581
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• 2014

The aim of this study was to investigate the effect of diet extruder conditions, such as feed-loading rate and screw speed, on growth performance and biochemical responses in olive flounder Paralichthys olivaceus. Over 8 wks, we used four identical diets (triplicated per treatment) with differing ratios of feed-loading rate (kg/h):screw speed (rpm/min) in a laboratory-scaled twin-screw extruder of 50:640, 80:640, 120:640, and 80:400, designated as EP1, EP2, EP3, and EP4, respectively. Screw speed impacted the buoyancy of experimental diets. Diets produced at a screw speed of 640 rpm/min floated for > 24 hrs, whereas those produced at a speed of 400 rpm/min sank between 10 s and 5 min. Fish that were fed EP1 and EP4 diets grew significantly faster than those fed EP2 and EP3 diets. Fish fed EP1 diets ate and gained weight most efficiently among treatments, a result that is likely to be related to feed-loading rate, i.e., ingredients extruded at a low feed-loading rate may have more time to cook in the pre-conditioner of the extruder. A cooked diet may be easier to digest in fish. Fish fed EP4 diets also showed significant weight gain, as compared to those fed EP2 and EP3 diets. However, we found no differences among treatments in proximate compositions of dorsal muscle, liver, and viscera of fish. Our results suggest that extruder conditions, may influence feed quality, impacting feed efficiency and growth of fish.

• 한국식품조리과학회지
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• 제27권6호
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• pp.745-754
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• 2011

To improve the textural properties of gluten free rice flour based products, the physicochemical and pasting properties of extruded non-waxy rice flours using extruder were investigated. The high yielding Tongil type rice variety, Hanarum was used. Hanarum rice flour was prepared by dry milling from soaked and dried rice grain. The operation conditions of twin screw extruder were 250 rpm of screw speed, $160^{\circ}C$ of barrel temperature, and 24, 27, and 30% of moisture content. Hanarum extruded rice flour (HERF) were lower in crude lipid and ash contents, but higher in crude protein than Hanarum rice flour (HRF). The color values of HERF showed significantly different (p<0.05) with different moisture contents. Water binding capacities, apparent amylose contents, and damaged starch of HERF were higher than those of HRF. Moisture contents affected water binding capacities of HERF. Solubility increased with increasing heating temperature and solubilities of HERF differed significantly (p<0.05). X-ray crystallinity was changed after extrusion cooking and that of HERF showed sharp peaks at $2{\theta}=18-20^{\circ}$. The pasting viscosities of HERF kept lower values (~ 10 RVU) constantly.

• 공업화학
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• 제10권7호
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• pp.1008-1013
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• 1999

펙틴/전분 블렌드의 열가소성과 펙틴/전분 비와 가소제 함량이 블렌드의 기계적 물성과 형태에 미치는 영향을 조사하였다. 블렌드는 이축 압출기로 제조하였으며 시험용 필름은 슬릿 다이가 부착된 일축 압출기로 제조하였다. 대부분의 블렌드는 열가소성 성질을 가지고 있었으나, 펙틴/전분비가 아주 높은 블렌드는 열가소성 성질이 매우 약하였다. 필름의 인장 물성은 가소제인 글리세롤의 함량에는 크게 변화였으나 펙틴/전분 비의 변화에 대하여는 상대적으로 적게 변화하였다. 습조성 블렌드의 DSC 곡선은 $125^{\circ}C$에서 유리전이온도와 유사한 전이온도를 포함하고 있었다. 파단면의 전자현미경사진은 펙틴과 전분의 계면에서는 접착 현상이 좋다는 것을 보여주었다.