• Elastomers and Composites
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• 제33권5호
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• pp.355-362
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• 1998

전도성 충전제인 카본블랙이 미치는 영향을 올바로 이해하므로서 전도성 카본블랙을 충전하여 도전성 고분자 복합재료를 제조하고자 하였다. 고분자 수지로 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), PC(Polycabonate), PC/ABS 를 사용하여 전도성 카본블랙 3종류를 사용하여 비교하였다. 실험결과 섬유사슬모양의 전도성 카본블랙을 충전한 PC는 상당히 가능성을 보였다.

• 한국안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.101-108
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• 2003

Polymeric positive temperature coefficient(PTC) composites have been prepared by incorporating carbon black(CB) into high density polyethylene(HDPE), polyphenylene sulfide(PPS) and polybutylene terephthalate(PBT) matrices. A PTC effect was observed in the composite, caused by the large thermal expansion due to He consecutive melting of HDPE, PPS and PBT crystallites. This theory is based upon the premise that the PTC phenomenon is due to a critical separation distance between carbon particles in the polymer matrix at the higher temperature. The influence of PTC characteristics of the PPS/CB composite can be explained by DSC result. HDPE, one of prepared composition, exhibit the higher performance PTC behavior that decreaseing of negative temperature coefficient(NTC) effect and improved reproducibility by chemically crosslinking. Also, PBT/CB and PPS/CB composites exhibit the higher PTC peack temperature than HDPE/CB PTC composite, individually $200^{\circ}C$ and $230^{\circ}C$. These PTC composite put to good use in a number of safety application, such as self$.$controlled heater, over-current protectors, auto resettable switch, high temperature proctection sensor, etc.

• 폴리머
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• 제33권5호
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• pp.477-484
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• 2009

소수성 실리카를 안정제로 AIBN을 개시제로 하는 현탁중합법으로 PBMA 입자 및 카본블랙을 함유하는 PBMA 복합체 입자를 합성하였다. pH를 이용하여 실리카입자를 표면개질하여 안정제로 선택한 반응에서 사용한 실리카의 90%는 안정제로, 10%는 PBMA 입자의 내부에 위치하는 것으로 규명되었다. 반응속도와 입경은 안정제의 농도에 무관한 것으로 관찰되었으나, 수평균 및 중량평균분자량은 안정제의 농도가 1.67 wt%를 초과하면서 증가하는 현상을 나타내었다. 개시제의 농도 증가와 반응온도의 상승에 따라 분자량은 이론식에 거의 일치하는 형태로 감소하였다. 카본블랙을 단량체에 대하여 1, 3, 5 및 7 wt% 유입하는 경우 반응전환율은 단계적으로 감소하였으며 유리전이온도는 카본블랙의 농도가 단량체에 대하여 3 wt%에서 5 wt%로 증가하는 경우 약 $4^{\circ}C$ 상승하였다. 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 입자의 내부에 위치하는 카본블랙을 확인하였으며, 열중량분석법(TGA)으로 카본블랙의 농도를 측정하였다.

• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.505-511
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• 2006

물을 반응매체로 하고 카본블랙을 함유하는 폴리스티렌 복합체를 현탁중합법을 이용하여 입자형태로의 합성을 시도하였다. 안정제로는 소수성 실리카를, 개시제로는 지용성 안정제인 azobisisobutyronitrile (AIBN)을 선택하였다. 반응은 $75^{\circ}C$로 고정하였다. 안정제의 농도를 물에 대하여 $0.17{\sim}3.33wt%$까지 변화시킨 결과 1.67 wt%에서 최소 평균입경인 $7.96{\mu}m$의 입자가 형성되었다. 가교제인 divinylbenzene(DVB)은 단량체에 대하여 $0.1{\sim}1.0wt%$까지 변화시킨 결과 가교제의 농도가 증가함에 따라 입자간의 응집이 발생하며 평균입경이 크게 증가하였다. 카본블랙의 농도가 단량체에 대하여 1.0 wt%에서는 단량체만으로 구하여진 입자의 입경에 비하여 평균입경이 큰 폭으로 증가하였다. 이는 혼합물이 분산에 필요한 최소점도에 미치지 못하며 균일한 분산이 이루어지지 못한 결과 발생한 것으로 사료된다. 단량체 대비 3.0 wt% 카본블랙 혼합물의 경우에는 혼합물의 점도 증가로 인한 분산의 향상으로 평균입경이 감소하였다. 이 두 농도의 경우 중합반응 이전의 혼합물의 예비입자 및 중합반응 후의 고분자복합체 입자의 입경은 유사한 경향을 나타내었다. 카본블랙의 농도가 단량체 대비 5.0 및 7.5 wt%에서는 혼합물의 점도가 큰 폭으로 상승하고 그 결과 균일한 분산이 이루어지며 예비입자의 평균입경은 감소하였으나, 중합반응 과정에서 입자응집 현상이 발생하며 고분자 복합체의 평균입경은 다시 증가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제43권3호
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• pp.157-165
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• 2008

현탁중합법을 이용하여 카본블랙을 함유하는 폴리뷰틸메타크릴레이트 복합체 입자를 합성하였다. 물을 반응매체로 선택하고 소수성실리카를 안정제로 azobisisobutyronitrile (AIBN)을 개시제로 선택하였다. 안정제의 농도는 물에 대하여 0.67 중량%에서 2.55 중량%까지 변화시켰으며, 개시제는 단량체에 대하여 0.25 중량%에서 3.00 중량%까지 변화시키면서 반응역학에 미치는 영향을 조사하였다. 모든 반응은 75$^{\circ}C$에서 진행하였다. 안정제의 농도는 반응속도에 무관하였으나, 개시제의 증가는 반응속도를 증가시켰다. 카본블랙을 단량체에 대하여 1, 3 및 5 중량% 유입하는 경우 반응전환율은 단계적으로 감소하였다. 폴리뷰틸메타크릴레이트 복합체 입자의 입경은 5-30 ${\mu}m$로 관찰되었다. 유리전이온도는 카본블랙의 유입 및 개시제, 안정제의 농도에 무관하게 23.8-24.7$^{\circ}C$로 측정되었다.

• 한국재료학회지
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• 제30권10호
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• pp.522-532
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• 2020

Conductive polymer composites with high electrical and mechanical properties are in demand for bipolar plates of phosphoric acid fuel cells (PAFC). In this study, composites based on natural graphite/fluorinated ethylene propylene (FEP) and different ratios of carbon black are mixed and hot formed into bars. The overall content of natural graphite is replaced by carbon black (0.2 wt% to 3.0 wt%). It is found that the addition of carbon black reduces electrical resistivity and density. The density of composite materials added with carbon black 3.0 wt% is 2.168 g/㎤, which is 0.017 g/㎤ less than that of non-additive composites. In-plane electrical resistivity is 7.68 μΩm and through-plane electrical resistivity is 27.66 μΩm. Compared with non-additive composites, in-plane electrical resistivity decreases by 95.7 % and through-plane decreases by 95.9 %. Also, the bending strength is about 30 % improved when carbon black is added at 2.0 wt% compared to non-additive cases. The decrease of electrical resistivity of composites is estimated to stem from the carbon black, which is a conductive material located between melted FEP and acts a path for electrons; the increasing mechanical properties are estimated to result from carbon black filling up pores in the composites.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권2호
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• pp.180-187
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• 2005

This paper is focused on the development of the flexible electrode for disc-type polymer actuators using Segmented Polyurethane(SPU). This paper consists of two parts. The one is about the mechanical property such as elastic modulus. these parameters mainly affect behaviors of polymer actuators and the other is about the electro-chemical property such as the surface resistance of the composite electrode affects the strength of electrostatic force, results in the deformation of polymer actuators. The Young's modulus was measured by UTM. As result, by increasing the modulus of a body of polymer actuators, the maximum displacement of polymer actuators are decreased. The surface resistance of the electrode was measured by 4 point probe system. Compared with the conductive silver grease, the displacement of polymer actuators using carbon black(CB) composite electrodes is comparably small but CB composite electrode should be the practical approach for the improvement of the performance of all-solid actuators, compared with another types of electrode materials.

• Carbon letters
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• 제6권3호
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• pp.173-180
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• 2005

In this study, AR (aromatic resin) pitch was employed as the matrix-precursor for carbon/carbon composite because it exhibits much higher coke yield than coal tar pitch. As a result, a fabrication process of carbon/carbon composites can be shortened. It has been known that the pitches may cause swolling problem during the carbonization process. In order to restrain the swelling occurrence, a small quantity of carbon black was added to the AR pitch. Due to addition of carbon black the swelling was decreased largely and the perform can be infiltrated with the AR pitch. The densification efficiency of the performs was compared with various matrix-precursors. The coke yield of matrixprecursors, the morphology and the degree of graphitization of carbon matrix were analyzed.

• Macromolecular Research
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• 제12권1호
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• pp.53-62
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• 2004

We have prepared polymer composites of low-density polyethylene (LDPE) and ionomers (Surlyn 8940) containing polar segments and metal ions by melt blending with carbon black (CB) as a conductive filler. The resistivity and positive temperature coefficient (PTC) of the ionomer/LDPE/CB composites were investigated with respect to the CB content. The ionomer content has an effect on the resistivity and percolation threshold of the polymer composites; the percolation curve exhibits a plateau at low CB content. The PTC intensity of the crosslinked ionomer/LDPE/CB composite decreased slightly at low ionomer content, and increased significantly above a critical concentration of the ionomer. Irradiation-induced crosslinking could increase the PTC intensity and decrease the NTC effect of the polymer composites. The minimum switching current (Ι$\sub$trip/) of the polymer composites decreased with temperature; the ratio of Ι$\sub$trip/ for the ionomer/LDPE/CB composite decreased to a greater extent than that of the LDPE/CB composite. The average temperature coefficient of resistance (${\alpha}$$\sub$T/) for the polymer composites increased in the low-temperature region.

• Elastomers and Composites
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• 제58권3호
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• pp.142-151
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• 2023

In this study, we investigate the thermal and mechanical properties of composites comprising ethylene propylene diene monomer (EPDM) and polybutadiene (PB) obtained using carbon black (CB) as a reinforcing and compatibilizing filler. Owing to the significance of elastomeric materials in various industrial applications, blending of EPDM and PB has emerged as a strategic method to optimize the material properties for specific applications. This study offers insights into the blend composition, its microstructure, and the resulting macroscopic behaviors, focusing on the synergetic effects of composite materials. Furthermore, this study delves into curing and rheological behaviors, crosslink densities, and mechanical, thermal, and elastic properties of the elastomeric composites. Through systematic exploration, we believe that this study will be beneficial to material scientists and engineers working on developing advanced elastomeric composites.