• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.103-108
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• 2020

일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000 ㎥ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

• 폴리머
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• 제39권1호
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• pp.56-63
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• 2015

본 연구의 목적은 다이이소시아네이트 화합물을 함유하는 마이크로캡슐을 제조하고 자기치유형 보호코팅재에 적용하여 공기 중 수분에 의한 자기치유 기능을 평가하는 것이다. 다이이소시아네이트 화합물의 공기 중 수분과의 반응 거동을 조사함으로써 치유 물질로서의 가능성을 확인하였다. 폴리우레탄을 캡슐막으로 하여 이소포론 다이이소시아네이트(isophorone diisocyanate, IPDI)의 마이크로캡슐화를 계면중합법에 의해 수행하였다. 마이크로캡슐의 생성여부는 FTIR 및 NMR으로 확인하였고, 마이크로캡슐의 직경 및 크기 분포, 표면 형상과 캡슐막의 두께는 광학현미경과 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 교반속도 및 다이올 구조 변화에 따른 마이크로캡슐의 특성 변화를 조사하였다. 자기치유형 보호코팅재를 제조하여 스크래치를 형성시킨 후 광학현미경으로 관찰한 결과, 스크래치 형성 직후 스크래치가 지나가는 자리에 위치하는 마이크로캡슐이 깨지면서 심물질이 흘러나와 스크래치를 메워주는 것을 확인하였다. 또한 CRC 보드에 마이크로캡슐을 함유한 자기치유 코팅재를 제조하여 스크래치 형성 후 상대습도 68~89%의 공기 중에 48시간 동안 방치한 후 SEM 분석 및 내투수 테스트를 진행한 결과, 스크래치가 자기치유된 것이 확인되었다.

• 접착 및 계면
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• 제16권3호
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• pp.101-107
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• 2015

코어/쉘 나노입자, CTBN 변성에폭시, 폴리에스터 폴리올, 폴리우레탄 등과 같은 다양한 종류의 강인화 소재는 에폭시 수지의 주요 단점으로 알려진 취성을 보완하여 낮은 충격 저항성을 개선시키기 위한 방법으로 연구되고 있다. 본 연구에서는 앞서 언급된 강인화 소재를 선정, 접착제 조성물에 첨가하여 기계적 물성을 조사하였다. 강인화 소재 도입에 따른 기계적 강도의 측정은 UTM을 이용한 굴곡 강도와 탄성률 측정 및 Izod 충격 시험기를 사용한 충격 강도 실험을 통해 이루어 졌으며, 그 결과 강인화 소재가 에폭시 경화물의 유연성 및 충격에 대한 저항성 향상에 미치는 긍정적인 효과가 나타남을 관찰하였다. 또한, DMA를 이용한 저장 탄성률 결과는 굴곡 탄성률의 결과와 동일한 경향으로 나타남을 확인하였다. 강인화 소재가 충격 강도 향상에 영향을 주는 이유는 에폭시 수지에 첨가된 강인화 소재의 상 분리 현상에 의한 것이며, 상 분리된 강인화 소재는 에폭시 조성물의 파단면을 관찰한 FE-SEM 이미지에서 관찰하였다.