• Elastomers and Composites
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• 제45권2호
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• pp.122-128
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• 2010

소수성실리카를 안정제로 하는 현탁중합반응법을 이용하여 합성한 스티렌(St)/부틸메타크릴레이트(BMA) 공중합체 (co-PSB) 입자의 전단점도를 모세관 레오미터 (capillary rheometer)를 이용하여 $170^{\circ}C$에서 측정하였다. co-PSB 입자의 전단점도는 중량평균분자량이 74,800 g/mol 이하인 경우 낮은 전단속도에서는 뉴톤거동을 보였다. 중량평균분자량이 136,800 g/mol을 초과하면서 전단점도는 전단속도의 전 영역에 걸쳐 감소하였고 전단속도에 대한 기울기의 절대값은 분자량의 증가와 함께 증가하였다. St/BMA의 구성비가 7/3, 5/5 및 3/7의 co-PSB 입자는 유사한 분자량을 나타내었지만 BMA의 구성비가 증가하면서 유리전이온도와 전단점도는 감소하였다. St/BMA의 구성비가 1/9 인 co-PSB의 경우 유리전이온도는 더욱 감소하였으나 초기 전단점도는 크게 증가하였다. 카본블랙을 함유하는 co-PSB 복합체 입자의 전단점도는 카본블랙의 증가에 따라 증가하였으나, 카본블랙의 농도에 따른 전단점도의 변화는 분자량 및/혹은 구성비의 변화 효과에 비교하여 미약하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1227-1240
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• 2014

휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.81-92
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• 2011

팽윤성 점토의 전단강도 및 유변학적 특성은 점토입자의 크기, 양이온 교환능력, 점토광물학적 조성과 형상 등에 영향을 받는다. 본 연구는 고운 분말가루의 와이오밍(Wyoming) 벤토나이트에 대해 염화나트륨 0g/L 와 30g/L 농도로 24시간 수화시킨 후 염분농도에 따른 물성-강도특성 및 유변학적 특성변화를 살펴봄으로써, 유변학적 특성, 유변화적 모델들의 적용성 및 흙 입자의 구조변화에 따른 항복응력-점도와의 상관관계를 설명하고자 한다. 실험결과에 따르면, 팽윤성 점토는 전단담화(shear thinning)와 항복응력과 소성점도로 표현가능한 Bingham 유체 거동을 보이는 것으로 조사되었다. 염분농도가 낮고 함수비가 높아질수록 벤토나이트는 완전소성거동에 가깝게 나타나며, 전단변형률속도에 따른 변화의 폭이 미미한 것으로 조사되었다. 반면, 염분농도가 높아질수록 전형적인 전단담화거동을 보이며, 전단변형률속도를 증가시킬수록 염분농도에 따른 벤토나이트의 전단강도의 차이는 커진다. S=0g/L에 대해 Carreau, Herschel-Bulkley 및 멱수법칙 모델이, S=30g/L에 대해서는 이중선형, Herschel-Bulkley 및 멱수법칙 모델 등이 흐름특성을 가장 잘 표현한다. 이것은 염분농도에 따른 흙 입자간 구조적 배열과 형상이 입자간 발생하는 인력인 능-능(EE), 능-면(EF), 및 면-면(FF) 구조를 변화시키고 역학적 특성에 영향을 미치기 때문이다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권2호
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• pp.417-420
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• 2008

Rheological properties of sweet potato starch (SPS)-glucose composites (5%, w/w) at different concentrations (0, 10, 20, and 30%, w/w) of glucose were investigated in steady and dynamic shear. The steady shear rheological properties of SPS-glucose composites were determined from rheological parameters for power law and Casson flow models. At $25^{\circ}C$ all the samples showed a pronounced shear-thinning behaviors (n=0.29-0.37) with high Casson yield stress. In general, the presence of glucose resulted in the decrease in consistence index (K), apparent viscosity (${\eta}_{a,100}$), and yield stress (${\sigma}_{oc}$). Storage (G') and loss (G") moduli increased with an increase in frequency ($\omega$), while complex viscosity (${\eta}*$) decreased. Dynamic moduli (G', G", and ${\eta}*$) of the SPS-glucose composites at higher glucose concentrations (20 and 30%) were higher than those of the control (0% glucose) and also increased with increasing glucose concentration from 10 to 30%. The effect of glucose on steady and dynamic shear rheological properties of the SPS pastes appears to greatly depend on glucose concentration in the range of 10-30%.

• Preventive Nutrition and Food Science
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• 제22권1호
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• pp.56-61
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• 2017

Rheological properties of waxy barley flour (WBF) dispersions mixed with various gums (carboxyl methyl celluleose, guar gum, gum arabic, konjac gum, locust bean gum, tara gum, and xanthan gum) at different gum concentrations were examined in steady and dynamic shear. WBF-gum mixture samples showed a clear trend of shear-thinning behavior and had a non-Newtonian nature with yield stress. Rheological tests indicated that the flow and dynamic rheological parameter (apparent viscosity, consistency index, yield stress, storage modulus, and loss modulus) values of WBF dispersions mixed with gums, except for gum arabic, were significantly higher than those of WBF with no gum, and also increased with an increase in gum concentration. In particular, konjac gum at 0.6% among other gums showed the highest rheological parameter values. Tan ${\delta}$ values of WBF-xanthan gum mixtures were lower than those of other gums, showing that there is a more pronounced synergistic effect on the elastic properties of WBF in the presence of xanthan gum. Such synergistic effect was hypothesized by considering thermodynamic compatibility between xanthan gum and WBF. These rheological results suggest that in the WBF-gum mixture systems, the addition of gums modified the flow and viscoelastic properties of WBF, and that these modifications were dependent on the type of gum and gum concentration.

• Food Science and Biotechnology
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• 제14권2호
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• pp.233-237
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• 2005

Rheological properties of acorn flour-guar gum mixtures (4% w/w) at different guar gum concentrations (0, 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8% w/w) were evaluated in steady and dynamic shear. The acorn flour-guar gum mixtures at $25^{\circ}C$ showed high shear-thinning flow behavior (n= 0.20-0.27). Consistency index (K), apparent viscosity (${\eta}_{a,100}$), and Casson yield stress (${\sigma}_{oc}$) increased with the increase in guar gum concentration. Within the temperature range of $25-70^{\circ}C$, the {\eta}_{a,100}$ of mixtures obeyed the Arrhenius relationship with high determination coefficient ($R^2=\;0.974-0.994$). Activation energy values (5.37-6.77 kJ/mole) of acorn flour dispersions in the mixtures with guar gum (0.2-0.8%) were much lower than that (12.5 kJ/mole) of acorn flour dispersion (0% guar gum). Storage modulus (G'), loss modulus (G"), and complex viscosity (${\eta}^*$) increased with the increase in guar gum concentration. Dynamic rheological data of 1n (G', G") versus ln frequency (w) of guar gum-acorn flour mixtures had positive slopes with G' greater than G" over most of the frequency range, indicating that they exhibited weak gel-like behavior.

• KSBB Journal
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• 제24권6호
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• pp.563-569
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• 2009

피브로인은 누에고치가 생산되는 불용성 단백질이다. 고온의 염화칼슘용액에서 가용화시킨 후 탈염하여 물에 녹게 만들 수 있다. 그러나 수용액은 불안정하여 피브로인 분자는 랜덤코일에서 $\beta$병풍구조의 비율이 증가하는 구조로 전이되고 겔을 형성한다. 그러나 피브로인 겔은 약하고 탄성이 없어 소재로 응용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 글리세롤과 에탄올을 사용하여 반고형의 피브로인 겔을 제조하고 이들의 유동 특성을 조사하였다. 80%의 글리세롤로 만들어진 피브로인 겔은 의가소성 및 thixotropic 특성을 나타내었으며 항복응력의 제곱근 값이 피브로인의 농도와 선형적으로 비례하였으며 항복응력이 없어지는 피브로인의 농도는 0.2%로 확인되었다. 40% 에탄올에서 만들어진 피브로인 겔은 매우 심한 thixotropic 특성을 보였으며 전단속도가 어떤 값 이상이 되면 급격한 전단연화 현상을 나타내었다. 이 피브로인 겔은 전단이력 후 의가소성을 회복하는 특성을 나타내었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권4호
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• pp.780-786
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• 2008

Effect of acetylated starches (acetylated rice starch and acetylated tapioca starch) on rheological properties of hot pepper-soybean paste (HPSP) at different mixing ratios of rice flour (RF) and acetylated starch (AS) (10/0, 9/1, 8/2, and 7/3) was evaluated in steady and dynamic shear. All HPSP samples at $25^{\circ}C$ exhibited shear-thinning (n=0.31-0.36) and thixotropic behavior with high yield stresses and their steady flow curves were well described by power law and Casson models. The presence of AS resulted in the decrease in consistency index (K), apparent viscosity (${\eta}_{a,100}$), and yield stress (${\sigma}_{oc}$), and their predominant decreases were noticed at higher ratio of RF to AS (7/3 ratio). Arrhenius temperature relationship represents variation with temperature in the range of $5-35^{\circ}C$ with the high determination coefficients ($R^2=0.97-0.99$). Dynamic moduli (G', G", and ${\eta}^*$) values of HPSP samples mixed with AS were lower than those of HPSP with no added AS within the experimental range of frequency (0.63-62.8 rad/sec). Steady and dynamic shear rheological properties of HPSP samples seem to be greatly influenced by the presence of acetylated starch.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권4호
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• pp.589-594
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• 2006

The effect of five commercial gums (carboxylmethylcellulose, CMC; guar gum, GG; hydroxypropylmethyl-cellulose, HPMC; locust bean gum, LBG; and xanthan gum) at a concentration of 0.25% on the rheological properties of rice flour (RF) dispersions was investigated in steady and dynamic shear. The steady shear rheological properties showed that RF gum mixture dispersions (5%, w/w) at $25^{\circ}C$ had high shear-thinning flow behavior (n=0.20-0.31) exhibiting a yield stress. Magnitudes of consistency index (K), apparent viscosity (${\eta}_{a,100}$), and Casson yield stress (${\sigma}_{oc}$) of RF-gum mixtures were much higher than those of RF dispersion with no added gum (control). Activation energy values (6.67-10.8 kJ/mole) of RF-gum mixtures within the temperature range of $25-70^{\circ}C$ were lower than that (11.9 kJ/mole) of the control. Dynamic rheological data of log (G', G") versus log frequency (${\omega}$) of RF-gum mixtures had positive slopes (0.15-0.37) with G' greater than G" over most of the frequency range (0.63-63 rad/sec), demonstrating a frequency dependency. Tan ${\delta}$ (G"/G') values of RF-gum mixtures, except for xanthan gum, were much higher than that of the control.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.1-11
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• 2004

다공성 매질내의 거품(foam)은 가스상의 이동성을 감소시키는 특성을 가진다. 이러한 성질은 석유산업에서 중력으로 인한 유체유동을 방지하거나 산(acid)을 이용하여 유정(wellbore) 근처 유체투과율이 낮은 지층을 처리하는데도 사용될 뿐만 아니라, 지하 대수층의 오염물 회수율을 높이는 데도 사용된다. 최근의 연구결과를 통하여 다공성 매질 내 거품의 유동은 유동영역(flow regime)에 의하여 크게 영향을 받는다는 사실을 규명하였다. 이 논문은 실험자료와 수치해석기법을 이용하여, 지하 오염물질 정화를 위한 거품 유동분할 작업의 타당성에 관한 연구이다. 두 종류의 유체 투과율(k=9.1과 30.4 darcy)을 가지고 실험한 결과, 대수층 조건과 비슷한 실험환경에서도 정상상태의 거품은 유동영역에 따라 다른 성질을 보인다는 사실을 알 수 있었다. 거품의 질이 낮은 영역(low-quality regime)에 있는 거품은 shear thinning 거동을 보이며 고질영역(high-quality regime)에 있는 거품은 Newtonian 거동과 유사하였다. 이상의 실험 결과를 유체투과율이 서로 다른 두 지층에 대하여 거품의 유동분할을 예측하기 위하여 간단한 수치해석 모델을 개발하였다. 수치해석의 결과로부터 고질영역에 있는 거품은 유동분할 양상을 보였지만 저질영역에 있는 거품은 그렇지 않았다. 민감도 분석의 결과 고질영역에서의 유동분할은 각 지층들의 한계 모세관압, 즉 거품이 생성되고 유지되기 위한 최소 모세관압에 의해 좌우된다는 사실을 확인하였다.