• 전기화학회지
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• 제22권4호
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• pp.155-163
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• 2019

우수한 수명특성을 지니는 흑연과 높은 용량을 지니고 있는 실리콘 일산화물의 혼합전극을 제조하여 리튬이온 이차전지용 음극으로 적용하여 이의 사이클 성능에 대하여 평가하였다. 천연흑연과 실리콘 일산화물을 9:1의 질량비로 혼합하여 제조한 전극은 $480mAh\;g^{-1}$의 가역용량으로 천연흑연에 비하여 33% 이상의 높은 용량을 나타내었다. 그러나, 실리콘 일산화물의 부피변화로 인하여 용량의 퇴화가 지속적으로 발생하였다. 본 연구에서는 전극 및 전해질의 구성에 변수들을 적용하여 각각의 변수가 영향을 주는 전기화학적 특성을 파악하고 이를 통하여 사이클 수명을 향상시킬 수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 전극 제조 시에 poly(vinylidene fluoride)(PVdF) 바인더에 비하여 carboxymethyl cellulose (CMC) 바인더는 가장 우수한 사이클 특성을 나타내었으며, CMC와 styrene-butadiene rubber (SBR)을 함께 사용하는 SBR/CMC 바인더의 경우에는 CMC 단독 바인더를 사용하는 경우와 유사한 사이클 특성과 동시에 속도특성에서 장점을 지니고 있었다. 전해액 첨가제로 fluoroethylene carbonate (FEC)를 적용하는 경우에 수명특성이 크게 개선되었다. FEC의 함량이 10 질량%로 높아지게 되면 전지의 속도특성이 저하되기 때문에 5 질량%의 사용이 적절하였다. 또한 전극의 로딩값을 낮추게 되면 사이클 특성을 크게 향상시킬 수 있었으며, 집전체를 사포로 연마하여 거칠기를 증가시키는 것도 사이클 특성의 개선을 가져올 수 있었다.

• Safety and Health at Work
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• 제10권2호
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• pp.229-236
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• 2019

Background: Emerging reports suggest the potential for adverse health effects from exposure to emissions from some additive manufacturing (AM) processes. There is a paucity of real-world data on emissions from AM machines in industrial workplaces and personal exposures among AM operators. Methods: Airborne particle and organic chemical emissions and personal exposures were characterized using real-time and time-integrated sampling techniques in four manufacturing facilities using industrial-scale material extrusion and material jetting AM processes. Results: Using a condensation nuclei counter, number-based particle emission rates (ERs) (number/min) from material extrusion AM machines ranged from $4.1{\times}10^{10}$ (Ultem filament) to $2.2{\times}10^{11}$ [acrylonitrile butadiene styrene and polycarbonate filaments). For these same machines, total volatile organic compound ERs (${\mu}g/min$) ranged from $1.9{\times}10^4$ (acrylonitrile butadiene styrene and polycarbonate) to $9.4{\times}10^4$ (Ultem). For the material jetting machines, the number-based particle ER was higher when the lid was open ($2.3{\times}10^{10}number/min$) than when the lid was closed ($1.5-5.5{\times}10^9number/min$); total volatile organic compound ERs were similar regardless of the lid position. Low levels of acetone, benzene, toluene, and m,p-xylene were common to both AM processes. Carbonyl compounds were detected; however, none were specifically attributed to the AM processes. Personal exposures to metals (aluminum and iron) and eight volatile organic compounds were all below National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH)-recommended exposure levels. Conclusion: Industrial-scale AM machines using thermoplastics and resins released particles and organic vapors into workplace air. More research is needed to understand factors influencing real-world industrial-scale AM process emissions and exposures.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.543-551
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• 2022

폴리머 혼입 모르타르를 대상으로 폴리머 혼입률에 따른 실험체의 역학적 성능 및 진동감쇠비 성능 평가를 실시하였다. 폴리머로서는 Styrene Butadiene Rubber(SBR) 고형분이 약 49~51%인 액상형 폴리머를 사용하였으며, 5%씩 액상 폴리머 함량을 증가시켰으며, 고형분 기준으로 약 2.5%씩 증가하였다. 실험체는 40×40×160(mm)로써 경화 후에 압축강도, 휨강도, 초음파펄스법을 통해 진동감쇠비를 측정하였다. 그 결과, 폴리머 혼입률이 증가함에 따라 압축강도는 감소하나 휨강도는 증가하였으며, 진동감쇠비는 폴리머 고형분 2.5% 첨가에서 11% 증가, 폴리머 고형분 5%에서 28% 증가, 폴리머 고형분 7.5%에서 33% 증가, 폴리머 고형분 10%에서 72%로 급격히 증가하여 모르타르의 진동 저감을 위하여 폴리머의 혼입이 매우 유효함을 알 수 있었다. 또한, SEM 및 SEM-EDS 분석을 통하여, 폴리머 혼입에 의한 진동 저감의 원인은 골재의 천이대 및 내부 공극에 형성된 폴리머 막이 모르타르의 진동을 내부에서 완충시킨 것으로 판단된다. 이를 종합하면, 본 연구의 범위에서 모르타르의 진동 저감을 위한 적정 폴리머 혼입 비율은 고형분 기준 약 7.5% 정도로 판단된다.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.447-455
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• 2022

현재 해양 미세플라스틱에 의한 해양 환경 오염문제가 국제적으로 심각하게 대두되고 있다. 이와 관련하여 본 연구에서는 휴대용 미세플라스틱 수거 장비의 경량화 개발을 위해 대한민국 전국 21개소 해안가에서의 미세플라스틱종류와개수를조사하였고, 미세플라스틱수거장비진공장비의내구성, 내부식성, 경량화를위해 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic), ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), aluminum과 같은 다양한 소재를 적용하여 설계 및 해석을 수행하였다. 해안가에서의 시료 채취 및 분류결과 함덕해수욕장에서 미세플라스틱이 가장 많이 분포되어 있는 것을 확인하였고, 주로 폴리스타이렌(Polystyrene)의 미세플라스틱이 분포되어 있는 것으로 나타났다. 해안가 현장 조사를 통한 입자정보 분석과 전산유체해석을 통해 모래 및 불순물 등의 입자 유동속도 및 분포를 분석하였고, 이를 진공 본체 내부의 중요 부품인 싸이클론 장치의 구조해석에 적용하였다. 싸이클론 장치의 모래 및 불순물 흡입 시 발생되는 입자 충격을 고려한 구조해석 결과 CFRP, GFRP, aluminum, ABS의 순으로 구조적 안전성이 우수한 것으로 평가되었다. 경량화 측면으로는 싸이클론 장치에 aluminum 소재를 적용했을 때와 비교하여 CFRP는 53%, GFRP는 47%, ABS는 61%의 경량화가 가능한 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.327-333
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• 2022

본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.285-290
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• 2023

폴리젖산(poly-lactic acid, PLA)은 옥수수 분말이나 sugar beets와 같은 천연 재료로부터 얻어지는 생분해성 및 생체적 합성을 가진 친환경적인 재료로 각광받고 있으며, 특히 적층가공에서 흔히 사용되는 석유로부터 추출된 ABS (acrylonitrile butadiene styrene)의 대체재로 주목받고 있다. 그러나, PLA의 유리 전이 온도는 60 ℃로 비교적 낮아 열 저항성이 떨어질 뿐만 아니라 PLA는 취성이 강해 충격이 가해졌을 때 부러지는 현상이 발생한다는 단점이 있다. 따라서 PLA의 결정화도 및 연성을 증가시켜 단점을 보완하기 위해 젖산에 조핵제 또는 가소제 등을 첨가하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. PEG (polyethylene glycol)은 PLA 사슬에 유동성을 주기 위해 가장 많이 연구된 가소제이나, PLA와 혼화되었을 때 자체적인 결정화가 진행되어 상온에서도 혼화물이 불안정해지며 상분리가 일어나게 된다. 따라서 PLA-PEG의 최적의 혼화 비율을 찾는 것이 필수적이다. 이번 연구에서는 가소제인 PEG를 첨가하였을 때 예측되는 두 물질 간의 혼화도를 Materials Studio 프로그램의 Molecular Dynamics를 이용하여 분석하였다. 특히, 젖산과 PEG의 함량 변화에 따른 혼화도와 젖산의 거울상 이성질체인 L-lactic acid 및 D-lactic acid의 함량에 따른 혼화도를 거시적인 관점에서 예측하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제35권1호
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• pp.38-45
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• 2000

NR, SBR, BR 둥 3가지 고무로 이루어진 가류물에서 고무 조성비가 노화방지제의 이동 거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 3가지 고무 중 2가지의 함량은 동일하게 하였고 나머지 하나만 다르게 하였다. IPPD와 HPPD를 오존노화방지제로 사용하였다. 실험은 $60^{\circ}C$에서 21일간 방치하는 것과 옥외에서 4개월간 방치하는 것으로 진행하였다. 노화방지제의 이동 속도는 고무 조성비가 NR/SBR/BR = 1/1/0.2에서 1/1/1로 증가함에 따라 증가하다가 1/1/1에서 최대를 나타내 후 다시 감소하였다. 3가지 고무로 이루어진 가류물에서 고무 조성비에 따른 노화방지제의 이동 거동의 변화는 고무와 노화방지제 간의 친화력, 고무에 대한 노화방지제의 융해도, 그리고 이질 고무간에 형성된 경계면 등으로 설명할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.565-572
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• 1996

천연고무(NR), 부타디엔 고무(BR), 오일 투입량을 변량한 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 기본으로 하는 고무배합을 통하여 카본블랙의 최적 투입량에 대하여 연구하였다. 카본블랙의 최적 투입량은 Lee 이론을 기초하여 L 인자 값과 카본블랙의 부피비와의 상관 관계를 통하여 결정하였다. 그리고 얻어진 최적 투입량 값을 고무 물성 시험 결과를 통하여 재검증 하였다. 고무 종류별 카본블랙의 최적 투입량값은 각각 NR 60 phr, BR 57 phr, SBR-A 65 phr, SBR-B 70 phr, SBR-C 76 phr로 얻어졌다. 또한 오일의 함량을 20 phr씩 증가시킬때 마다 약 5phr 정도의 최적 투입량이 증가함을 관찰할 수 있었다. L 인자값을 통하여 얻어진 카본블랙의 최적 투입량은 인장강도와 가장 밀접한 관계가 있었으며 최대 인장강도 값을 갖는 카본블랙의 투입량 근처에서 형성되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권2호
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• pp.122-133
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• 2009

고무는 천연 고무를 비롯하여 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴-부타디엔 고무, EPDM, 염소화 고무 등 산업적 요구에 따라 발전하여 왔다. 광범위한 분야에서 고무가 사용됨에 따라 새로운 물성을 갖는 합성 고무나 개질 고무의 생산이 필요하게 되었다. 본 리뷰 논문에서는 이중 결합을 포함하는 고무의 화학적 개질을 통하여 고무의 구조를 변화시키거나, 관능기, 이종 고분자 등을 도입하는 몇 가지 방법들에 대하여 정리해 보고자 한다. 특히, 최근에 많은 응용이 시도되고 있는 리빙 라디칼 중합법에 의한 고무의 개질을 소개하고 이의 효과를 알아보고자 한다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권1호
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• pp.29-36
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• 2005

배합 조건과 공정은 충진제 분산, 점도, 결합고무 형성 등과 같은 고무 배합물의 특성에 영향을 준다. NBR과 SBR의 분리 첨가 배합이 NBR이 함유된 실리카로 보강된 고무 배합물의 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. NBR 함량이 증가할수록 가교 시간과 속도는 빨라졌다. 가교밀도는 NBR 함량이 증가할수록 증가하였다. 결합고무량도 NBR 함량이 증가할수록 증가하였다. 결합 고무 중의 NBR 함량은 배합물 고무 중의 NBR 함량보다 높았다. 결합고무량은 동시첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합의 경우 더 높았다. 가교 시간과 속도는 동시 첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합때 더 느렸다. 가교밀도도 동시 첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합의 경우 더 낮았다.