Kim, Yoon-Jin;Jang, Yong-Kyun;Kim, Woo-Nyon;Park, Min;Kim, Jun-Kyung;Yoon, Ho-Gyu
Carbon letters
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제11권2호
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pp.96-101
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2010
Dispersion of the functionalized multiwalled nanotubes (MWNT) in the polyurethane (PU) matrix and DC conductivity of the MWNT/PU composites are investigated with the oxidation conditions, the kind of surfactants and their content. First, the most optimal surfactant type and its critical micelle concentration in the MWNT suspension are determined as a cationic surfactant, benzalkonium chloride (BKC) of 0.6 wt.% to the MWNT content from DEA and FESEM results. All the MWNT oxidized under several conditions are negatively charged and functionalized with carboxylic group, whereas the degree of damage is different from oxidation conditions. In addition, each MWNT/PU composite derived from several oxidation conditions shows different DC conductivity at a characteristic MWNT content. It is found that in order to enhance DC conductivity of the polymeric composites containing the oxidized MWNT the better dispersion of MWNT should be obtained by effective functionalities and surfactant adsorption with preserving the intrinsic geometry of pristine MWNT.
본 연구에서는 polyol, MDI, 실리콘 유화제, 물을 기본 폴리우레탄 조성으로 설정하였으며, 경질 폴리우레탄 폼에 있어서 sitff-chain 요소인 에틸렌 글리콜의 첨가에 의하여 가교밀도가 증가하며, 이에 따른 셀의 크기, 발포 배율, cream time, gel time, take free time의 변화, 최종 자유 발포체 높이, 반응 온도, 단열도 변화를 관찰하였다. 발포제는 시클로펜탄을 사용하여 경질 물리우레탄을 발포하였으며, 상온, 상압에서 hand mixing 으로 5000 rpm, 4sec의 범위 안에서 혼합시킨 뒤에, 에틸렌 글리콜의 양을 변화시켜 200 ${\times}$ 200 ${\times}$ 200 mm 내의 나무 금형 안에서 발포 실험하였다. 이소시아네이트 인덱스를 고정시켰을 경우 에틸렌글리콜의 양이 증가함에 따라 셀의 크기는 약 5.1%와 열전도는 약 14%가 감소하였다.
The effect of phenylphosphonic acid (PPOA) on polyurethane (PU) thermal stability was studied through Fourier transform infrared spectroscopy and Thermogravimetric analysis. To synthesize PPOA-modified PUs (PPOA-PUs), polyether-type diols (Mw=62, 106, 190, 419, 605) were chemically modified with PPOA and then reacted with 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) and 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI). During thermal decomposition in air, the PPOA embedded in the PUs formed intumescent phosphocarbonaceous char. Below 400℃, PPOA-H12MDI-PUs were more unstable, as PPOA decomposed at lower temperatures than phenyl groups and aliphatic ethers. Above 550℃, the thermal stability of PUs followed this order: PPOA-MDI-PUs > PPOA-H12MDI-PUs > MDI-PUs > H12MDI-PUs. At 700℃, unmodified PUs had no residue, while the PPOA-MDI-PU residue was 4.4~23.0 wt.% and the PPOA-H12MDI-PU residue was 1.5~17.5 wt.%. The enhanced thermal stability of PPOA-MDI-PUs at high temperatures can be attributed to the synergetic effect of PPOA and phenyl groups on the formation of phosphocarbonaceous char.
막을 이용한 증기투과는 유기용제 및 휘발성 유기화합물의 제거와 관련되는 환경문제와 결부되어 활발한 연구가 진행되고 있다. 막을 이용한 휘발성 유기화합물 증기의 분리는 막 재질은 높은 온도에도 견딜 수 있어야 하고 증기에 대한 화학적 저항성도 매우 좋아야 한다. 증기투과에 가장 널리 쓰이고 있는 PDMS (polydimethylsiloxane)의 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), PDMS 소프트 세그먼트를 기초로 한 polyurethane-polysiloxanes (PU/PDMS)를 합성하고 그들의 증기투과 특성을 연구하였다 각 Feed에 대한 팽윤도는 톨루엔 > 1,2-이염화에탄 > 헥산 순으로 나타났다. Feed의 농도가 증가할수록 톨루엔과 1,2-이염화에탄의 flux는 점차 증가하는 경향을 나타내었지만, 헥산은 feed의 농도가 증가하여도 flux의 변화가 나타나지 않았다. PU/PDMS 막은 VOCs와 상대적으로 높은 친화도를 가지고 있기 때문에 permeate에서의 농도는 50% 전후로 일정하게 나타났다.
In this study, a new class of polyurethane (PU) nanofibers containing silver (Ag) nanoparticles (NPs) was synthesized by electrospinning. A simple method that did not depending on additional foreign chemicals was used to self synthesize the silver NPs in/on PU nanofibers. The synthesis of silver NPs was carried out by exploiting the reduction ability of N,N-dimethylformamide (DMF), which is used mainly to decompose silver nitrate to silver NPs. Typically, a sol-gel consisting of $AgNO_3$/PU was electrospun and aged for one week. Silver NPs were created in/on PU nanofibers. SEM confirmed the well oriented nanofibers and good dispersion of pure silver NPs. TEM indicated that the Ag NPs were 5 to 20 nm in diameter. XRD demonstrated the good crystalline features of silver metal. The mechanical properties of the nanofiber mats showed improvement with increasing silver NPs content. The fixedness of the silver NPs obtained on PU nanofibers was examined by harsh successive washing of the as-prepared mats using a large amount of water. The results confirmed the good stability of the synthesized nanofiber mats. Two model organisms, E. coli and S. typhimurium, were used to check the antimicrobial influence of these nanofiber mats. Subsequently, antimicrobial tests indicated that the prepared nanofibers have a high bactericidal effect. Accordingly, these results highlight the potential use of these nanofiber mats as antimicrobial agents.
본 연구에서는 폴리에스테르 폴리올의 구조와 이소시아네이트 인덱스의 변화에 따라 초저온($-190^{\circ}C$)과 상온($25^{\circ}C$)에서 폴리우레탄 접착제의 접착강도변화를 고찰하였다. 전단강도는 폴리우레탄 접착제를 plywood에 접착하여 측정하였으며, 접착제의 화학적, 기계적 물성 변화를 UTM, DSC, FT-IR로 비교 분석 하였다. 지방족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄은 초저온에서의 전단강도가 상온에서의 전단강도보다 증가하였으나 방향족 폴리에스테르 폴리올을 사용하여 합성한 폴리우레탄의 경우는 초저온에서의 전단강도가 상온에서보다 작아지는 경향을 나타내었다. 또한 접착강도는 사용된 MDI의 양에 비례하여 증가하였으며, 지방족계 폴리올은 초저온에서 그리고 방향족계 폴리올은 상온에서 높은 접착 강도를 보임을 알 수 있었다.
The availability of large quantities of waste woods provides an impetus for investigating woody biomass potential uses. Polyurethane (PU) foams are prepared with reacting isocyanates and polyols, and are used. in various industry fields. Thus, lignocellulosic waste raw-materials are proposed as replacement for synthetic polyol to PU foam formulation. In this study PU foams were manufactured from liquefied woods, methanediisocyanate(MDI), catalyst, foaming stabilizer, and viscosity aids. The polyol content, isocyanate.hydroxyl group (NCO/OH) ratio, and water content were varied to evaluate their effects on the foaming and water absorption of the PU foams. Less than 400 Molecular weight. of polyethylene glycol(PEG) and 1 to 3 solvent to woody raw-material ratio were desirable for liquefying woody materials. Liquefying rate was increased with more than 3 % addition of inorganic and organic catalysts and raising reaction temperature more than $150^{\circ}C$. Addition of starch enhanced liquefying of woody materials. Fourty percents of starch resulted in about 90% liquefying rates. Foaming rates were increased with increasing moisture contents of liquefied wood. Moisture contents of 0.6% resulted in 5 time-foaming rates, and seven percents of moisture contents more than 30 time-foaming rates. But, an increase in water content may result in a decrease in cross-links between wood polyol and isocyanate, because the NCO/OH ratio is constant. Increasing moisture contents have significantly decreased density of PU foams. The optimum water content should be about 2.5% or less in this adopted condition.
A chemical and biological permeable barrier with economic feasibility is suggested to treat landfill leachate in this study. The proposed composite layers consist of bentonite, and polyurethane (PU) foam that is mixed with powdered activated carbon (PAC) and inoculated with microorganisms from local wastewater treatment plant. Each layer is mixed with local sand, and yellow brown soil. Batch tests were conducted to investigate the sorptions of nitrate on the PU foam and PAC, and nitrification/denitrification rate of each layer material. Nitrification occurred in 30 minutes with initial ammonia concentration of 100 mg/L, and the concentration of nitrate attached in the PU foam increased after 270 minutes. Results of denitrification batch tests showed 76.6%, 87.3% and 88% of nitrate removal efficiency at 10%, 20% and 30% of the volume ratio of PU foam, respectively. The pH increased from 7 to 9.42, and alkalinity increased from 980 mg/L to 1720 mg/L during the denitrification batch tests. In the column experiments using the proposed composite layers with 20% of the volume ratio of the PU foam, about 96% of BOD, 63% of COD, 58.1~79.5% of total nitrogen were removed.
항공기에서의 결빙은 동체 전체의 무게증가로 인한 연료 효율 감소, 거칠기 생성으로 인한 항력 증가, 센서의 오작동 등과 같은 문제의 원인이다. 폴리우레탄 탑코트의 경화온도인 60℃에서의 경화시간에 따른 폴리우레탄 탑코트의 점도를 실시간으로 측정하였고 이 데이터를 통해 폴리우레탄 탑코트의 시간 별 점도에 대해 파악하였다. 실리카 나노입자는 초음파분산을 통해 에탄올 내에 분산을 진행하였고, 각기 다른 선경화 조건을 진행한 폴리우레탄 탑코트 위에 도포를 진행하였다. 실리카/폴리우레탄 탑코트 나노복합재료의 표면 거칠기는 표면 거칠기 테스터를 사용하여 측정하였고 표면 거칠기 데이터는 3차원 매핑을 사용하여 시각화 하였다. 선경화 시간에 따른 실리카와 폴리우레탄 탑코트 간의 접착력은 인발접착시험(Adhesion pull-off test)를 통하여 평가를 진행하였고, 표면 소수성은 증류수를 이용한 정적 접촉각을 통해 평가하였다. 최종적으로 소수성 표면을 위한 폴리우레탄 탑코트의 최적 선경화 시간을 파악할 수 있었다.
상업용 폴리우레탄(PU) 필름의 표면 개질 목적으로 대기압에서 플라스마를 발생시키기 위한 dielectric barrier discharge(DBD) 구조의 평판형 플라스마 반응기 내에서 이온화된 아르곤 플라스마를 사용하였다. 플라스마 처리 공정변수인 처리 시간, 처리 RF-power, 아르곤 가스 유속을 변화시켜가며 접촉각을 측정하여 젖음성과 표면 자유 에너지 변화를 알아보았고, 필름 표면 위에 과산화물을 최대로 도입시키기 위해 플라스마 처리 공정변수를 최적화하였다. 대기압 플라스마 처리 시간 70초, RF-power 120 W, 아르곤 가스유속 6 liter per minute(LPM)에서 가장 높은 젖음성과 표면 자유 에너지 값을 보였고, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazy(DPPH) 법을 사용하여 PU 필름의 표면에 생성된 과산화물의 농도를 정량한 결과, 처리 시간 30초, RF-power 80 W, 아르곤 가스유속 6 LPM의 플라스마 처리 조건에서 최대 2.1 nmol/$\cm^{2}$의 과산화물이 생성되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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