• Tribology and Lubricants
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• 제18권2호
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• pp.143-146
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• 2002

The effects of contact configuration and kinematic motion on the wear of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) were investigated. Two different contact configurations were adopted for wear testing under the two different kinematic motions with un-irradiated UHMWPE specimens. Wear of UHMWPE pins against the linear reciprocating stainless steel disks was 8% higher than that against the uni-directional repeat pass rotating disks. Wear of UHMWPE disks moving in the linear reciprocating motion against stainless steel ball was 37% higher than that moving in the uni-directional repeat pass rotating motion. The results in this study show that the contact configuration and kinematic motion of sliding definitely affect the wear of UHMWPE through the differences in the contact stress states of UHMWPE.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2001년도 제33회 춘계학술대회 개최
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• pp.100-104
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• 2001

The effects of contact configuration and kinematic motion on the wear of ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) were investigated. Two different contact configurations were adopted for wear testing under the two different kinematic motions with un-irradiated UHMWPE specimens. Wear of UHMWPE pins against the linear reciprocating stainless steel disks was 8% higher than that against the uni-directional repeat pass rotating disks. Wear of UHMWPE disks moving in the linear reciprocating motion against stainless steel ball was 37% higher than that moving in the uni-directional repeat pass rotating motion. The results in this study show that the contact configuration and kinematic motion of sliding definitely affect the wear of UHMWPE through the differences in the contact stress states of UHMWPE.

• 폴리머
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• 제26권6호
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• pp.803-811
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• 2002

본 연구에서는 상이한 방법을 통하여 제조된 초고분자량 폴리에틸렌 (ultra high molecular polyethylene, UHMWPE)/카올린 복합재료의 마모 특성에 대하여 살펴보았다. 카올린 입자는 중합충전(in-situ polymerization)법과 분말 혼합법의 두 가지 상이한 방법을 통하 UHMWPE와 복합화되었으며 특히 분말 혼합법에서는 입자상으로 구성된 두 재료의 혼합 방법에 따른 입자 분산 및 마모 특성에 대하여 분석하였다. 제조된 복합재료의 마모실험에서 입자 충전에 의하여 내마모성이 크게 향상되었는데 연삭마모가 지배적인 마모기구였으며, 중합충전법이 내마모성 향상에 있어서 분말혼합법에 비하여 효과적이었다. 또한 충전된 입자의 분산 상태와 계면 특성이 내마모성 향상에 중요한 변수임을 확인할 수 있었다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.72-77
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• 2003

Nano-diamonds were added to Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) to improve the tribological properties of UHMWPE. Nano-diamonds which have a diameter of about 5-10nm were produced by detonation. UHMWPE/nano-diamonds composites were fabricated by hot pressing method. It is shown that friction coefficient was increased and wear resistance was improved as nano-diamonds were added to UHMWPE because of excellent mechanical properties of nano-diamonds located on UHMWPE surface.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 1999

인공 슬관절에 사용되는 초고분자량 폴리에틸렌(Ultra-high molecular weight polyethylene : UHMWPE)의 마모는 삽입물의 수명을 결정하는 주요 요인으로 작용한다. UHMWPE의 마모로 입자가 발생하여 조직반응을 일으키고 이에 따른 일련의 반응으로 골용해가 일어나 인공관절의 실패의 원인으로 작용한다. 여러 보고들에 의하면 관절 운동시 발생하는 접촉응력은 UHMWPE의 마모에 영향을 미치는 주요한 인자 중 하나로 알려져 있다. 그러나 이러한 보고들은 관절 접촉면에서의 접촉 조건만을 고려했고 UHMWPE 삽입물을 지지하고 있는 금속 지지판과의 접촉면에서의 접촉 조건은 고려하지 않았다. 본 연구에서는 이러한 접촉 조건들을 고려하여 UHMWPE의 모양, 두께, 마찰, 굴곡 정도 그리고 구성 요소들에 대한 UHMWPE 표면과 내부에서의 응력해석을 통해 이들 변수가 UHMWPE의 마모현상에 미치는 영향을 알아보았다. UHMWPE의 모양에 따른 관절의 일치정도(conformity)에 대한 영향의 경우, 일치정도가 높은 모델이 응력을 줄여줄 수 있는 유형으로 나타났으며, 금속 지지판과의 접촉면에서 접촉조건을 준 경우가 완전히 결합된 것으로 가정한 경우보다 UHMWPE 내부에서의 최대 응력이 1-2mm 더 아래에서 나타났다. 또한 UHMWPE로만 된 유형이 금속 지지판이 있는 유형보다 낮은 응력분포를 보여줌으로써 높은 응력으로 인한 UHMWPE의 마모와 균열을 줄이기 위해서는 UHMWPE로만 된 유형의 삽입물의 사용이 좋을 것으로 사료되었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.45-45
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• 2012

초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)섬유는 현재까지 알려져 있는 섬유중 비강도가 가장 우수하며 강도 또한 최고 40g/d를 나타내는 슈퍼섬유중에 하나이다. UHMWPE섬유는 비교적 간단한 분자구조로 이루어져 있으며 높은 결정화도로 인해 광 안정성 및 자외선 저항성이 우수하며 내마모성도 뛰어나다. 이러한 특성으로 인해 최근 로프 및 어망 등의 산업적 용도 뿐만 아니라 익스트림 스포츠웨어를 포함한 의류소재에도 다양하게 적용되고 있다. 하지만 의류소재 적용에 앞서 초소수성으로 이루어진 분자구조와 낮은 내열성으로 인해 염색이 쉽지 않으며 다양한 색상을 구현하기가 힘든 실정이다. 현재 본 연구실에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 UHMWPE섬유에 염색이 가능한 염료를 개발하였으며 보다 다양한 색상을 구현하기 위해 연구를 진행 중이다. 현재 본 연구실에서는 UHMWPE섬유 염색에 있어 Blue, Red, Yellow, Magenta 계열의 색상구현이 가능하며 보다 심색화 된 색상을 구현함으로 인해 의류용 섬유소재 및 산업용 섬유소재에 다양하게 적용할 수 있도록 UHMWPE섬유용 염료합성 실험이 진행되고 있다. 안트라퀴논 및 아조계 염료에 초소수성 알킬체인을 치환함으로써 염료의 소수성을 증가시켜 초소수성 섬유인 UHMWPE섬유에 염착성을 증가시키고 높은 견뢰도 결과를 확보하였다. 또한 내열성이 낮은 특성에도 불구하고 염색 이후 UHMWPE섬유가 가지는 물성에는 큰 변화를 나타내지 않았다.

• 폴리머
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• 제33권2호
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• pp.97-103
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• 2009

기능화 탄소나노튜브인 4-cumylphenol-MWNT(CP-MWNT)를 이용하여 초고분자량 폴리에틸렌(ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE))/CP-MWNT 복합체 필름을 용액 삽입법을 이용하여 제조하였다. 0에서 2.00 wt%까지의 서로 다른 CP-MWNT의 농도에 따라 만들어진 복합체 필름의 열적, 기계적, 기체 투과도 및 광학 투명성 등의 변화를 시차주사열량계, 열중량분석기, 전계 방사형 주사전자현미경과 인장시험기를 사용하여 측정하였다 복합체 필름은 기능화된 탄소나노튜브를 소량 첨가하여도 열역학적 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있으며 0.50에서 1.00 wt%의 농도에서 최대값을 가진다. CP-MWNT의 농도가 1.00 wt%일 때 필름의 산소 기체 차단성은 최대 향상을 나타내었다. 전체적으로는 CP-MWNT가 첨가된 복합체 필름의 열적-기계적 성질 및 기체 투과도 등은 순수한 UHMWPE보다 더 향상되었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.99-106
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• 1999

인공관절용 재료의 내마모성 향상을 목적으로 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 가교시켜 기계적 성질과 내마모성을 조사하였다. 가교제로 dicumyl peroxide(DCP)를 사용하고 가교보조제로 triallyl cyanurate(TAC)를 사용하여 용융상태에서 UHMWPE를 가교시켰다. DCP와 TAC의 함량이 증가할수록 가교된 초고분자량 폴리에틸렌(XUMPE)의 젤 함량은 증가하고 녹는점, 결정화온도, 결정화도, 인장성질은 감소하였다. Pin-on-disk 마모시험과 작은 하중을 가한 ball-on-disk 마모시험에서는 기계적 성질의 감소에도 불구하고 XUMPE의 마모부피가 UHMWPE보다 감소하였다. 이 두 시험에서의 마모는 주로 변형에 의한 것으로 판단되었으며, 마모부피는 Hertz 접촉 이론으로 계산한 최대접촉응력과 XUMPE의 항복강도의 비에 비례함을 보였다. 큰 하중을 가한 ball-on-disk 마모시험에서는 기계적 성질이 낮을수록 더 큰 마모부피를 보였으며, 마모자국의 표면거칠기와 마찰계수도 증가하였다. 이는 인장강도를 넘는 응력이 가해졌을 때 항복강도와 인장강도가 더 낮은 XUMPEDml 변형과 파괴가 촉진되기 때문으로 생각되었다.

• 폴리머
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• 제26권1호
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• pp.45-52
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• 2002

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)을 블렌딩한 고분자 구조를 갖는 리튬이온 2차 전지용 습식 separator를 제조하였으며, 그들의 고분자 블렌딩 및 연신 조건이 제반물성에 미치는 영향에 관해서 고찰하였다. Separator의 기계적 강도는 UHMWPE의 분자량 및 함량이 증가함에 따라 크게 향상되었으며, UHMWPE의 함량이 6 wt%이며 5배 연신 필름에서 약 $1000 kg/\textrm{cm}^2$의 기계적 강도를 보이며 제막성 또한 우수한 것으로 나타났다. Separator의 기공구조는 0.1~0.12 $\mu\textrm{m}$로 균일성을 보였으며, shut-down특성은 130 $^{\circ}C$ 부근에서 급격히 상승하여 $160^{\circ}C$에서 용융되는 것으로 나타났고 따라서 리튬이온 2차전지에 적용 가능한 것으로 평가되었다.

• Composites Research
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• 제22권2호
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• pp.1-6
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• 2009

감마선 조사된 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)을 다양한 온도조건으로 열처리하여 기계적 물성변화를 구하였다. 열처리 조건은 어닐링(annealing)과 재용융(remelting) 온도범위를 선정하여 열처리하였다. $130^{\circ}C$ 이하의 어닐링 처리에 의해 강도와 파단시 연신율, 경도의 변화는 별로 없었지만, $140^{\circ}C$ 이상의 재용융처리에서는 기계적 물성의 급격한 저하가 발생하였다. FTIR해석 결과, 감마선 전처리에 따라 형성된 프리래디컬이 산화되었음을 알았다. 이와 같은 기계적 성질의 변화거동으로 나타나는 정량적인 데이터는 다양한 인공관절 부품의 설계와 해석에 필요한 기초적인 자료로 이용될 수 있다.