생체재생용 지지체는 높은 다공구조와 적당한 기계적인 강도를 필요로 한다. 높은 다중성과 적당한 다공크기는 지지체와 주변 환경 사이에 영양분의 공급을 원활하게 하여 셀의 지지체에 대한 초기 집착력과 성장을 가능하게 하는 구조를 제공한다. 본 논문에서는 polycaprolactone(PCL) 나노섬유를 화학 발포제와 전기방사공정을 이용하여 다양한 조건하에서 제조하였다. PCL 용액의 농도가 8wt%, 발포제의 함량 0.5wt%, 발포온도 $100^{\circ}C$ 및 체류시간 2-3초에서 가공성 측면과 다공성 측면에서 우수한 발포된 나노섬유를 얻을 수 있었다. 또한 세포의 성장성을 측정하기 위하여 인체피부세포를 셀 켤츄어링하여, 발포되지 않은 나노섬유와 비교하였다.
Kim, Youn-Hee;Choi, Seok-Jin;Kim, Ji-Mun;Han, Mi-Sun;Kim, Woo-Nyon;Bang, Kyu-Tae
Macromolecular Research
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제15권7호
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pp.676-681
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2007
A process designed to synthesize rigid polyurethane foam (PUF) with insulative properties via the modulation of PUF cell size via the addition of clay and the application of ultrasound was assessed. The blowing agents utilized in this study include water, cyclopentane, and HFC-365mfc, all of which are known to be environmentally-friendly blowing agents. The rigid PUFs were prepared from polymeric 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (PMDI) and polyether polyol with a density of $50kg/m^3$. In addition, rigid PUFs/clay nanocomposites were synthesized with clay modified by PMDI with and without the application of ultrasound. The PUF generated using water as a blowing agent evidenced the highest tensile strength. The tensile strength of the PUF/nanocomposites was higher than that of the neat PUF and the strength was even higher with the application of ultrasound. The cell size of the PUF/clay nanocomposites was less than that of the neat PUF, regardless of the type of blowing agent utilized. It appears that the higher tensile strength and lower cell size of the PUF/clay nanocomposites may be attributable to the uniform dispersion of the clay via ultrasonic agitation. The thermal conductivity of the PUF/clay nanocomposites generated with HCFC-141b evidenced the lowest value when PUF/clay nanocomposites were compared with other blowing agents, including HFC-365mfc, cyclopentane, and water. Ultrasound has also proven effective with regard to the reduction of the thermal conductivity of the PUF/clay nanocomposites with any of the blowing agents employed in this study. It has also been suggested that the uniformly dispersed clay particles in the PUF matrix function as diffusion barriers, which prevent the amelioration of the thermal insulation property.
발포체의 물성은 발포체의 밀도, 사용된 폴리머의 기계적 물성과 열린 셀(open cell) 함량, 셀 크기, 셀 크기 분포, 셀 형태, 격벽의 두께 등을 포함하는 셀 구조에 의존하며 이러한 발포체의 밀도는 사용된 폴리머의 종류와 가교제의 농도, 발포제의 농도 그리고 가공 기술 및가공 조건 같은 다양한 원료물질과 가교조건에 영향을 받는다. Ethylene vinyl acetate coplymer (EVA) 발포체는 가교 발포체로서 가교속도와 발포제의 분해속도에 의해 발포특성에 영향을 받으며 이에 따라 발포체 물성에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 가공 온도인 $155^{\circ}C$에서의 시간에 따른 발포제의 분해 속도 차이와 이에 따른 발포특성과 발포체의 물성에 대한 영향을 평가하였다. 발포제 분해 속도가 보다 느린 경우, 발포제 분해속도가 빠른 경우와 비교하여 낮은 밀도를 보여주었으며, 우수한 충격흡수성을 나타내었고 발포체의 셀 크기는 보다 균일하였다.
경질폴리우레탄 폼 제조 시 water, HFC-365mfc, HFC-245fa, HCFC-l4lb, CFC-11, n-pentane을 사용하여 단일발포제가 폼의 물성에 미치는 영향을 알아보고, HFC-365mtc 를 주 발포제로 사용하고 water, HFC-245fa, HCFC-l4lb, CFC-11, n-Pentane을 보조발포제로 사용하여 혼합 발포제(co-blowing agent)가 폼의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 단일 발포제의 영향에서 압축강도는 물의 경우가 3.83kg/m^2으로 가장 큰 값을 나타내었으며 Scanning electron/microscopy(SEM)분석 결과 HFC-245fa와 HFC-365mfc의 경우가 기공분포 크기가 가장 작은 것으로 관찰이 되었다. 열전도도는 CFC-11, HFC-245fa와 HFC-365mfc의 경우가 낮은 열전도도 값을 보여서 폼의 열전도도는 기공크기와 발포제의 열전도도에 의존함을 알 수 있었다. 혼합 발포제의 영향에서는 HFC-245fa를 $30mo1e\%$로 사용한 경우가 가장 높은 기계적 물성 값을 나타내었으며 이는 SEM 분석 결과, HFC-245fa를 보조 발포제로 사용한 경우가 가장 작은 기공분포크기를 나타내었기 때문이었다. 혼합 발포제의 영향에서도 폼의 열전도도는 기공크기와 발포제의 열전도도에 의존함을 확인 할 수 있었다.
In order to obtain crosslinked poly(butylene succinate) (PBS) foams with a closed-cell structure, a commercial-grade PBS was first modified in the melt using two different branching agents to increase the melt viscosity. The rheological properties of the branched and crosslinked PBS were examined by varying the amount of the branching agents. The complex viscosity of the crosslinked PBS increased with increasing amount of the branching agent. However, it decreased with increasing frequency. When 2 phr of the branching agent was added to PBS, the storage modulus (G') was higher than the loss modulus (G") throughout the entire frequency range, showing that the addition of a branching agent increases the melt viscosity and elasticity of PBS effectively. Closed-cell PBS foams were prepared by mixing the chemical blowing agent with the crosslinked PBS. The effect of the foaming conditions such as temperature and time, and the amount of the crosslinking agent on the structure of the expanded PBS foams were also investigated.
Blowing film was prepared using polyester elastomer with thermally expandable microcapsule to investigate the optimum blowing properties and the film making process. Physical properties including specific gravity, blowing efficiency, foaming shape, tensile strength and elongation of polyester film were tested by varying the process condition of temperature and revolution per minutes of the extruder. The lowest specific gravity of 0.709 can be achieved with excellent foaming cells at $210^{\circ}C$ and 50 RPM conditions. The highest tensile strength and elongation was shown at $210^{\circ}C$, 100 RPM and $230^{\circ}C$, 25 RPM conditions. However, most of the prepared polyester films showed over $1kg_f/mm^2$ of tensile strength which is reasonable value to use in film applications.
Rigid polyurethane foams (PUF)s were synthesized with environmentally friendly blowing agents such as a cyclopentane/distilled water (10.0/1.0, pphp) mixture and distilled water only for four different silicone surfactants having different silicone/polyether ratios. An attempt was made to reduce the thermal conductivities of the PUF samples by varying the concentration and the silicone/polyether ratio of the various silicone surfactants. The scanning electron microscopy (SEM) results indicated an optimum concentration of the silicone surfactant of about 1.5 to 2.5 phpp for various surfactants to reduce the cell size and lower the thermal conductivity. The silicone surfactant having a higher silicone/polymer ratio showed a smaller cell size and, therefore, demonstrated the lower thermal conductivity of the PUF samples. From the relation between the thermal conductivity and the cell size of the PUF samples, the smaller cell size improved the thermal insulation property of the rigid PUF for both the PUF samples blown by the cyclopentane/distilled water (10.0/1.0, pphp) mixture and distilled water only. If the blowing agent is fixed, then the cell size is an important factor to decrease the thermal conductivity of the PUF samples. These results indicated that rigid PUF samples having lower thermal conductivity can be obtained by choosing a silicone surfactant containing a higher silicone/polyether ratio, as well as an optimum content of the surfactant.
In this study, the properties of polyurethane-polydimethylsiloxane (PU-PDMS) hybrid foams containing different types and contents of physical blowing agents (PBAs) were investigated. Two types of blowing agents, namely physical blowing agents and thermally expandable microspheres (TEM), were applied. The apparent density was measured using precisely cut foam samples, and the pore size was measured using image software. In addition, the microstructure of the foam was confirmed via scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The thermal conductivities related to the microstructures of the different foams were compared. When 0.5 phr of the hydrocarbon-based PBA was added, the apparent density and pore size of the foam were minimal; however, the pore size was larger than that of neat foam. In contrast, the addition of 3 phr of TEM effectively reduced both the apparent density and pore size of the PBAs. The increase in resin viscosity owing to TEM could enhance bubble production stability, leading to the formation of more uniform and smaller pores. These results indicate that TEM is a highly efficient PBA that can be employed to decrease the weight and pore size of PU-PDMS hybrid foams.
본 연구에서는 LNG나 LPG등과 같은 초저온용 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼을 대체하기 위한 연구의 일환으로 레졸형 페놀수지를 사용하여 페놀 폼을 합성하였다. 페놀 수지 발포 폼을 합성하기 위해 HCFC-141b, HFC-365mfc와 HFC-227fa의 혼합물, n-pentane, cyclopentane, n-hexane 및 cyclohexane을 발포제로 사용하여 발포제에 따른 페놀수지 폼의 물성변화를 고찰하였다. 발포제로 cyclohexane을 사용하였을때 가장 우수한 단열성능과 압축강도를 나타내었으며 동일한 발포제를 사용하여 합성한 폴리우레탄 폼과의 내열성을 비교한 결과 폴리우레탄 폼에 비해 매우 우수한 내열성을 나타내었다.
열팽창 캡슐은 코어에 위치한 발포가스가 기화온도 이상이 될 경우 캡슐을 팽창시켜 상온상태보다 큰 부피를 지닌 형태를 이루게 되는데 이러한 특성을 이용하여 플라스틱의 발포소재로 적용이 가능하다. 본 연구에서는 자동차 내외장재 용도로 가장 많이 사용되는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)을 베이스 원료로 하여 기존 화학발포제와 열팽창 캡슐을 이용하여 PP 폼을 제조하였으며, 제조된 시편의 물리적인 특성을 비교하였다. 화학 발포제와 열팽창 캡슐을 적용하여 제조된 PP 폼은 모두 첨가된 발포제 및 열팽창 캡슐 함량 증가에 따라 시편의 밀도가 감소하였고, 인장강도를 포함한 기계적 물성 또한 감소하였다. 하지만, 열팽창 캡슐을 이용해 제조된 PP 폼의 경우는 화학 발포제를 적용하여 만들어진 시편대비 충격강도 감소량이 크지 않았다. 발포제 종류별로 상이한 물리적 특성을 분석하기 위하여 PP 폼의 매트릭스를 분석하였으며, 다른 형상의 모폴로지를 관찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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