• Advanced Composite Materials
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• 제18권3호
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• pp.197-208
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• 2009

Changes occurring in jute and coir fiber composites with 2-8% concentration of a NaOH treatment for 24 h were investigated, respectively, for void content, microscopy images, mechanical properties and water absorption. The jute and coir fibers were vacuum dried before molding composite specimens. Mechanical properties indicated good adhesion between natural fibers and PP. Jute fibers, when alkali-treated with 2% concentration for 24 h, showed best improvement in tensile strength by 40% and modulus by 9%, respectively, while coir fibers, when alkali-treated with 6% concentration for 24 h, showed best improvement in tensile strengths by 62% and modulus by 17%, respectively. With 2% concentration of alkali-treatments, the elongation of jute and coir composites reached 8% and 13.5%, respectively. Moisture absorption for jute and coir composites are 50% and 60% lower than untreated fiber composites, respectively.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.55-62
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• 2007

Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 (PP)의 내구성 및 계면 평가는 끓는 물 실험 전 후로 해서 조사되었고 끓는 물 실험 전 후에 따른 Jute와 Hemp 섬유의 수분함량은 TCA를 통해 측정되었다. 끓는 물 실험 후, Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌 기지재 사이의 계면전단강도와 기계적 물성은 감소하였다. 반면에 물에 의해 부풀어 오른 미소섬유에 의해 미처리경우와 비교해서 접착일은 증가를 하였다. 그리고 끓는 물 실험 전·후의 Jute, Hemp섬유와 폴리프로필렌의 표면에너지는 동 접촉각을 통해 얻어졌다. 계면전단강도는 항상 열역학의 접착일과 일치하지는 않는다. 끓는 물 내에서, Jute와 Hemp 섬유는 물에 의해 부풀어지게 된다. 그래서 표면적과 수분 침투공간이 증가한다. 끓는 물 실험 전 후의 Jute와 Hemp 섬유 미세파괴 경향은 명백하게 다르다. Jute와 Hemp 섬유/폴리프로필렌 복합재의 환경적 영향에 의한 미세파괴 형태는 광학 현미경을 통한 관찰과 음향 방출 수와 에너지에 의해 상호 일치함을 보여주었다. 끓는 물 실험 이후, Jute 섬유는 Hemp 섬유와 달리 부풀어진 피브릴에 의한 낮은 인장강도에서 나타나는 미세파괴 형태를 보여주었다. 또한, 부풀어진 피브릴에 의해 미세파괴시 음향 방출 수는 증가를 하였으며, AE 진폭과 에너지는 감소하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.29-35
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• 2013

The objective of the current study is to evaluate the effects depending on the types of reinforcing fibers being influential in view of mechanical properties and impact resistance of hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) for applications to precast concrete structure. Hybrid fibers applied therefor were three types such as PP/MSF (polypropylene fiber+macro synthetic fiber), PVA/MAF (polyvinyl alcohol fiber+MSF) and JUTE/MSF (natural jute fiber+MSF), where the volume fraction of PP, PVA and natural jute was applied with 0.2 %, respectively, while based on 0.05 % volume fraction of MSF. The HFRC was tested for slump, compressive strength, flexural strength and impact resistance. The test result demonstrated that mixture of such hybrid fibers improve compressive strength, flexural strength and impact resistance of concrete. Moreover, it was found that HFRCs to which hydrophilic fibers, i.e. PVA/MSF and JUTE/MSF, were mixed show more improved features that HFRC to which non-hydrophilic fiber, i.e. PP/MSF was mixed. Meanwhile, the finding that PVA/MSF HFRC exhibited better performance than JUTE/MSF HFRC was attributed from the former having higher aspect ratio than that of the latter.

• 접착 및 계면
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• 제7권2호
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• pp.1-11
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• 2006

미처리 Jute와 Hemp섬유와 처리된 Jute와 Hemp섬유가 강화된 polypropylene-maleic anhydride-g-polypropylene copolymer (PP-MAPP) 복합재료의 계면 물성을 미세역학시험법과 동적접촉각 측정을 통해서 평가하였다. Jute와 Hemp섬유의 통계적인 인장강도의 경우 두 형태 와이블 분포가 단일 형태 분포보다 더 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 천연섬유 복합재료의 계면전단강도(IFSS)에 대한 산-염기 상호작용변수는 접착일($W_a$)의 계산을 통해 그 특성을 기술 할 수 있다. 천연섬유에 대한 알칼리, 실란커플링제의 영향은 PP-MAPP 기지재의 MAPP 함량을 변화시킴으로써 얻을 수 있었다. 알칼리 처리된 Jute와 Hemp섬유의 경우 약한 계면층이 모두 제거되고 표면적이 증가됨으로 인해 표면에너지는 더 증가하였다. 반면 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리된 Jute와 Hemp 섬유의 경우 차단된 높은 에너지의 기들로 인해 표면에너지는 감소하였다. PP-MAPP기지재속의 MAPP의 함량증가는 산-염기 기의 도입으로 인해 표면에너지는 증가하였다. 두 천연섬유 복합재료의 미세파괴 형상은 두 섬유의 인장강도가 다르기 때문에 명확히 구분되었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.111-115
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• 2005

Recently, natural fibers draw much interests in composite industry due to low cost, light weight, and environment-friendly characteristics compared with glass fibers. In this study, mechanical properties were evaluated for two extreme cases of jute fiber orientations, i.e. the unidirectional yarn composites and the felt fabric composites. Samples of jute fiber composites were fabricated by RTM process using epoxy resin, and tensile, compression, and shear tests were conducted. As can be expected, unidirectional fiber specimens in longitudinal direction showed the highest strength and modulus. Compared with glass/epoxy composites of the similar fabric architecture and fiber volume fraction, the tensile strength and modulus of jute felt/epoxy composites reached only 40% and 50% levels. However, the specific tensile strength and modulus increased to 80% and 90% of the glass/epoxy composites. The main reason for the poor mechanical properties of jute composites is associated with the weak interfacial bonding between fiber and matrix. The effect of surface treatment of jute fibers on the interfacial bonding will be examined in the future work.

• 접착 및 계면
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• 제11권4호
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• pp.162-167
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• 2010

본 연구에서는 셀룰로스계 섬유인 황마(jute)의 화학적 특성 및 열적 특성에 미치는 전자빔조사의 영향을 원소분석, ESR분석, ATR-FTIR 분광분석, 열중량분석 그리고 열기계분석을 통하여 탐구하였다. 전자빔 조사는 전자빔터널 내에서 콘베이어 카트를 이용한 연속식 방법에 의해 2~100 kGy까지 다양한 세기의 전자빔이 황마섬유다발에 일정하게 행하였다. 전자빔 처리는 황마섬유의 화학조성을 다소 변화시켰으며, 전자빔세기가 커질수록 황마섬유에 형성된 라디칼이 증가하는 것으로 확인되었다. 그러나 전자빔 조사는 황마섬유표면의 화학관능기를 크게 변화시키지 않는 것으로 판단되었다. 또한 전자빔 조사는 황마섬유의 열안정성과 열수축/팽창 거동에 영향을 주었으며, 그 거동은 전자빔세기에 의존하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.310-317
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• 2012

계면접착력 향상을 위해 실린더형 RF 플라즈마 발생기를 이용하여 Jute fiber의 표면을 아르곤가스로 처리하였고 최적 처리조건을 설정하였다. 플라즈마 강도, 가스압력, 및 처리시간을 변경한 후 이러한 인자들이 황마섬유 표면모폴로지, 섬유 인장강도, 및 폴리프로필렌과의 모델복합체에서 계면접착강도에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 처리인자에 따라 황마섬유의 표면은 거칠어졌다. 가스압력의 영향은 처리시간 및 플라즈마 강도의 영향보다 다소 낮게 나타났다. 플라즈마 강도와 시간에 따라 황마섬유의 강도는 약 25% 감소한 반면, 가스압력의 영향은 크게 나타나지 않았다. 계면전단강도 (IFSS)를 기준으로 결정된 최적 플라즈마 처리조건은 처리시간 30 s, 전력 40 W, 가스압력 30 mTorr로 나타났다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.28-37
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• 2019

Due to their flexible tailoring qualities, composites have become fascinating materials for structural engineers. While the research area of fiber-reinforced composite materials was previously limited to synthetic materials, natural fibers have recently become the primary research focus as the best alternative to artificial fibers. The natural fibers are eco-friendly and relatively cheaper than synthetic fibers. The main concern of current research into natural fiber-reinforced composites is the prediction and enhancement of the effective material properties. In the present work, finite element analysis is used with a numerical homogenization approach to determine the effective material properties of jute fiber-reinforced epoxy composites with various volume fractions of fiber. The finite element analysis results for the jute fiber-reinforced epoxy composite are then compared with several well-known analytical models.

• Computers and Concrete
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• 제11권6호
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• pp.531-539
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• 2013

An experimental investigation of mechanical properties of jute fiber-reinforced concrete (JFRC) has been reported for making a suitable construction material in terms of fiber reinforcement. Two jute fiber reinforced concretes, called jute fiber reinforced normal strength concrete (JFRNSC) and jute fiber-reinforced high-fluidity concrete (JFRHFC), were tested in compression, flexure and splitting tension. Compressive, flexural and splitting tensile strengths of specimens were investigated to four levels of jute fiber contents by volume fraction. From the test results, Jute fiber can be successfully used for normal strength concrete (NSC) and high-fluidity concrete (HFC). Particularly, HFC with jute fibers shows relatively higher improvement of strength property than that of normal strength concrete.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.204-210
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• 2011

본 연구에서는 황마/폴리프로필렌 강화 섬유 복합재료를 사출성형 방법으로 제조하였으며, 섬유와 열가소성 기지재의 친화력과 접착력을 향상시키기 위해 말레산 무수물(Maleic anhydride, MA)을 결합제로 사용하였다. 천연 섬유인 황마의 표면처리 관찰을 위해서 주사전자현미경(SEM)과 적외선분광기(FTIR)를 사용하였고, 인장 및 굽힘 특성을 확인하기 위하여 기계적 특성 시험을 수행하였으며, 수분흡수율도 측정하여 비교하였다. 인장 및 굽힘 시험 결과 황마 복합재료(JFRP)는 기지재로 사용된 폴리프로필렌(PP)보다 높은 강도와 탄성계수를 나타내었고, 황마 복합재료의 강도 및 탄성계수는 결합제의 비율을 1~3%까지 증가시킴에 따라 높은 결과를 보였다. 이는 결합제의 비율을 증가시킬수록 섬유와 기지재 사이의 계면접착력을 향상시킬 수 있음을 의미한다.