• 폴리머
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• 제30권6호
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• pp.505-511
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• 2006

물을 반응매체로 하고 카본블랙을 함유하는 폴리스티렌 복합체를 현탁중합법을 이용하여 입자형태로의 합성을 시도하였다. 안정제로는 소수성 실리카를, 개시제로는 지용성 안정제인 azobisisobutyronitrile (AIBN)을 선택하였다. 반응은 $75^{\circ}C$로 고정하였다. 안정제의 농도를 물에 대하여 $0.17{\sim}3.33wt%$까지 변화시킨 결과 1.67 wt%에서 최소 평균입경인 $7.96{\mu}m$의 입자가 형성되었다. 가교제인 divinylbenzene(DVB)은 단량체에 대하여 $0.1{\sim}1.0wt%$까지 변화시킨 결과 가교제의 농도가 증가함에 따라 입자간의 응집이 발생하며 평균입경이 크게 증가하였다. 카본블랙의 농도가 단량체에 대하여 1.0 wt%에서는 단량체만으로 구하여진 입자의 입경에 비하여 평균입경이 큰 폭으로 증가하였다. 이는 혼합물이 분산에 필요한 최소점도에 미치지 못하며 균일한 분산이 이루어지지 못한 결과 발생한 것으로 사료된다. 단량체 대비 3.0 wt% 카본블랙 혼합물의 경우에는 혼합물의 점도 증가로 인한 분산의 향상으로 평균입경이 감소하였다. 이 두 농도의 경우 중합반응 이전의 혼합물의 예비입자 및 중합반응 후의 고분자복합체 입자의 입경은 유사한 경향을 나타내었다. 카본블랙의 농도가 단량체 대비 5.0 및 7.5 wt%에서는 혼합물의 점도가 큰 폭으로 상승하고 그 결과 균일한 분산이 이루어지며 예비입자의 평균입경은 감소하였으나, 중합반응 과정에서 입자응집 현상이 발생하며 고분자 복합체의 평균입경은 다시 증가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.225-231
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• 2013

본 연구에서는 carboxylated SBR latex와 zinc oxide가 SBS 복합재의 내마모성과 debris 특성 개선에 미치는 영향을 관찰하였다. 실리카를 첨가한 SBS 복합재는 실리카 입자간의 수소 결합에 의한 강한 filler-filler interaction으로 인한 낮은 분산성 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 전체적으로 감소하는 것으로 나타났다. carboxylated SBR latex를 첨가한 SBS 복합재는 carboxyl group과 실리카의 silanol group간의 결합을 통하여 filler-filler interaction이 감소하고 실리카의 분산성이 증가하기 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 향상되는 것을 확인 하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 동시에 첨가한 경우, carboxyl group에 의한 실리카의 분산성 향상과 더불어 zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성을 통하여 물성이 크게 증가하였다. Zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성은 $1550{\sim}1650cm^{-1}$의 zinc carboxylate group stretch 피크의 FT-IR 분석 결과로 확인하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 첨가한(SC-4) 복합재의 경우, 인장강도 $156kgf/cm^2$, 신장율 936%, 인열강도 59.4kgf/cm의 우수한 기계적 강도를 나타내었으며, NBS 내마모성은 338%로 가장 우수한 특성을 나타내었다. 또한, 표면 마찰 시에 debris 발생 역시 크게 감소하며, 표면 마찰 저항의 증가로 파도 형태의 마모 특성을 나타내었다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권2호
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• pp.82-85
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• 2015

Mechanical and electrical properties of epoxy/silica microcomposites were investigated. The cycloaliphatic- type epoxy resin was diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate and the curing agent was of an anhydride type. To measure the glass transition temperature (Tg), dynamic differential scanning calorimetry (DSC) analysis was carried out, and tensile and flexural tests were performed using a universal testing machine (UTM). Electrical breakdown strength, the most important property for electrical insulation materials, and insulation breakdown strength were also tested. The microcomposite with 60 wt% microsilica showed maximum values in mechanical and electrical properties.

• Elastomers and Composites
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• 제29권1호
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• pp.18-29
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• 1994

The purpose of this study is to investigate reinforced effect between silica treated by coupling agents and rubber matrix under the configuration chemical bonds, and the effect of silica particles coated by organic polymers using aluminum chloride as the catalyst. In vulcanization characteristies were tested by Curastometer. The M-series vulcanizates were reached to the fastest optimum cure $time(t_{90})$ and R-series vulcanizates with the same formula had the shorted optimum cure times. Tensile characteristics measuring with a tensile tester revealed that the M-series vulcanizate was the best in the physical properties, such as tensile strength. In 100% modulus, however, the S-series vulcanizates appeared to be better than the other vulcanizates. Also, hardness showed the following order : S-series>R-series>M-series with the order of elongation R-series>M-series>S-series. In SEM test, shapes of chemical treated silicas were observed. The dispersion of filler in the SBR composite appeard uniformly. In RDS test for the dynamic characteristics, G' indicates that S-3 shows the highest value with the next order M-3>R-3, and the order of damping values are as followe: M-3>M-3>R-3.

• 수산해양기술연구
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• 제51권4호
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• pp.561-566
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• 2015

In this study, the effect of temperature effect of the rubber matrix filled with nano sized silica particles composites with silica volume fraction of 19-25% was investigated by the Charpy impact test. The Charpy impact test was conducted in the temperature range from $-40^{\circ}C$ to $0^{\circ}C$. The critical energy release rate GIC of the rubber matrix composites filled with nano sized silica particles was considerably affected by temperature and it was shown that the maximum value was appeared at higher temperature between temperature tested and it was shown that the value of GIC increases as temperature tested increases. The major fracture mechanisms were matrix deformation, silica particle debonding and delamination, microcrack between particles and matrix, and/or pull out between particles and matrix which is ascertained by SEM photographs of Charpy impact surfaces fracture.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.275-276
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• 2008

통신기기가 고주파수화 함에 따라서 저유전 저손실 재료의 필요성이 증대되고 있으며, 세라믹/폴리머 복합재료를 고주파 회로 기판 소재로 이용하려는 관심이 증폭되고 있다. 본 연구에서는 저손실, 저유전율 특성을 구현하기 위해 $SiO_2$를 세라믹 필러로 복합물을 제작하였다. 평균 입자 크기가 16nm, $2.3{\mu}m$의 fumed 실리카와 평균 입자 크기 $1{\mu}m$, $4{\mu}m$의 fused 실리카를 사용하였다. 이 4종류 실리카를 사용하여 slurry를 제작하고 이를 활용하여 tape을 제작하였다. 제작된 복합체 tape을 적층하여 기판을 제작해 기판의 유전특성을 측정하였다. fumed 실리카의 경우 $SiO_2$ 10vol%이상에서는 균일한 tape성형이 어려워졌으며, 유전 손실이 fused 실리카와 비교하였을 때 큰 폭으로 증가하였다. fumed silica, fused silica 두 종류 모두 입도가 증가하면 유전손실이 증가하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2013년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.68-71
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• 2013

Reactive Powder Concrete (RPC) is an ultra high strength and high ductility cement-based composite material and has shown some promise as a new generation concrete in construction field. It is characterized by a silica fume-cement mixture with very low water-binder (w/b) ratio and very dense microstructure, which is formed using various powders such as cement, silica fume and very fine quartz sand (0.15~0.4mm) instead of ordinary coarse aggregate. However, the unit weight of cement in RPC is as high as 900~1,000 kg/㎥ due to the use of very fine sand instead of coarse aggregate, and a large volume of relatively expensive silica fume as a high reactivity pozzolan is also used, which is not produced in Korea and thus must be imported. Since the density of RPC has a heavy weight at 2.5~3.0 g/㎤. In this study, the modified RPC was made by the combination of ternary pozzolanic materials such as blast furnace slag and fly ash, silica fume in order to economically and practically feasible for Korea's situation. The fire resistance and structural behavior of the modified RPC exposed to high temperature were investigated.

• 폴리머
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• 제38권4호
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• pp.411-416
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• 2014

극성을 띠고있어 응집되는 성향이 카본블랙에 비해 강한 실리카의 분산도는 고무 복합소재의 물성을 좌우하는 중요한 요소이다. Wolff는 입자간 상호계수(${\alpha}_F$)를 도입하여 충전제간의 구조발달을 최초로 표현하였다. 하지만, 양기능성 실란의 도입에 따라 형성되는 3차원 구조발달은 표현할 수 없었다. 후에 이를 보완하기 위하여 Wolff의 표현은 복합소재 내 ${\alpha}_F$를 포함하는 구조발달 상호계수 ${\alpha}_C$로 확장되어 표현되었지만, 실험적으로 이 표현을 증명한 연구는 없었다. 이 논문은 구조발달 상호계수인 ${\alpha}_C$를 ${\alpha}_F$(실리카-실리카간 구조발달 상호계수), ${\alpha}_{FP}$(실리카-실란-고무간 구조발달 상호계수), ${\alpha}_P$(고무-고무간 구조발달 상호계수)로 고려하여 단기능성 및 양기능성 실란으로 처리된 실리카가 함유된 복합소재를 실험에 의해 최초로 표현하였다. 구조가 다른 실란들(PTES, OTES, TESPD, TESPT)을 이용하여 구조발달 상호계수 ${\alpha}_C$를 구성하는 ${\alpha}_F$, ${\alpha}_{FP}$, ${\alpha}_P$의 수치들을 측정하고 계산하였다. TESPT가 첨가된 복합소재의 ${\alpha}_C$의 값은 1.64이며, 이를 구성하고 있는 ${\alpha}_F$, ${\alpha}_{FP}$, ${\alpha}_P$는 각각 0.99, 0.31, 0.34로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제17권1호
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• pp.7-14
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• 2016

에폭시 수지는 취성(brittleness)으로 인한 기계적 강도의 저하가 발생하고 금속 등과 같이 열팽창 계수가 다른 재료와 결합하여 함께 사용하는 경우에 열변형 차이 때문에 부품의 박리나 부분 손상 등이 일어나는 단점이 있다. 본 연구에서는 복합재료의 기계적 강도 및 열안정성을 높이기 위하여 아민기를 가진 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리한 실리카 입자를 에폭시 수지에 첨가하여 강화된 복합재료 시편을 제조한 에폭시 복합재료 시편을 대상으로 분산의 적절성을 확인하고 기계적 특성과 열적 물성을 평가하고자 하였다. 함량 변화에 따른 기계적 특성 변화를 UTM으로 인장강도를 측정한 결과 30-50 MPa의 인장강도 값을 보였다. 실리카 입자가 에폭시 수지 내에 함량에 따라 분산된 정도를 비교하기 위해 SEM 및 EDS 분석을 수행하였다. TMA 분석을 통하여 열팽창계수 및 유리전이온도를 확인하였으며 열충격 실험을 통하여 에폭시 복합소재의 내열안정성을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.357-363
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• 2015

타이어 라벨링제 도입으로 인한 친환경 타이어 개발의 요구로 타이어산업에서 사용되고 있는 기존 산화아연의 문제점 개선을 위하여 나노산화아연과 나노기공 실리카와의 복합체 합성에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 타이어의 트레드(tread) 부분에 적용될 기존의 고무 보강재인 카본블랙을 대체하기 위한 실리카와 나노산화아연의 복합체를 합성하기 위하여, 일정량의 나노기공 실리카를 함유하고 재질 상으로는 나노기공 실리카와 산화아연을 물리적 결합을 통하여 hysteresis 손상을 줄이면서 트레드의 탄성을 증대시키기 위해 내마모성능의 향상을 목표로 실험을 진행하였다. 이를 위하여 복합체와 고무 조성물과의 컴파운딩 시 낮은 활성도와 분산안정성 저하의 문제점 개선하고자 숙성시간(Aging time)과 몰 비 그리고 반응물의 반응 순서에 따라 미치는 영향에 대해 조사하였다. 0.03몰 비의 산화아연과 숙성기간 10일의 조건의 실리카에서 가장 작은 평균입도(약 50.5 nm)와 안정적인 분산성을 보였고, 약 $649m^2/g$의 높은 비표면적을 나타내었다.