• Tribology and Lubricants
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• 제36권6호
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• pp.365-370
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• 2020

Recently, additive manufacturing (AM) technology has been applied to various industries such as automotive, aviation, medical, and electronics. Most prior studies are limited to the mechanical properties of printed materials, and few studies are being conducted on their tribological characteristics. However, the friction and wear characteristics of the material should be studied in order to utilize the components manufactured using AM technology as mechanical parts. In this study, the friction and wear characteristics of acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS)-like resin printed with stereo lithography apparatus (SLA) 3D printing are evaluated according to the viscosity of silicon oil lubricant using a ball-on-disk experiment. Lubricants with a viscosity of 500, 1000, and 2000 cSt are prepared for the experiment. If silicon oil lubricants are used during the ball-on-disk test, the coefficient of friction (COF) and wear rates are significantly reduced, and the higher the viscosity of the lubricant, the lower will be the COF and wear rates. It is also verified that the temperature of the specimen owing to friction also decreases according to the viscosity of the lubricant. This is because of the silicon oil film thickness, and the higher the viscosity of the lubricant, the thicker will be the oil film. More studies on the tribological characteristics of 3D printing materials and suitable lubricants will be required to use 3D printed parts as mechanical elements.

• 한국염색가공학회지
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• 제34권2호
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• pp.117-126
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• 2022

In this study, thermoplastic composites were manufactured using ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PC(polycarbonate), and POE(polyolefin elastomer), which are thermoplastic plastics. Twin screw extruder and injection molding were used to manufacture thermoplastic composites. When the ABS/PC/POE thermoplastic composite material was manufactured, the POE mass fraction was set to 1 to 5 wt.%, and the thermal and mechanical properties according to the POE mass fraction were analyzed. Based on the physical properties of ABS/PC/POE, a 3D model in the form of an e-bike frame was created. After setting the boundary conditions, when an external load is applied, geometry simulation was performed to predict product performance. The ABS/PC/POE thermoplastic composite material exhibited the best physical properties when the mass fraction of POE was 3 wt.%. In the simulation results for the physical properties of the 3D model in the form of an e-bike frame, the best physical properties were shown when the mass fraction of POE was 2 ~ 3 wt.%. As a result, the manufacturing conditions for ABS/PC/POE thermoplastic composite materials were set, and research was conducted to reduce product development costs and development time.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.71-72
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• 2022

In this paper, the performance evaluation of the vibration damping ratio according to the polymer mixing ratio of the polymer modified mortar used as the floor finishing material of the apartment building structure was evaluated. To compare the vibration damping rate, ordinary potland cement (OPC) mortar and polymer modified mortar (PMM) were prepared. In addition, the mixed polymer was mixed with Styrene Butadiene Rubber (SBR) liquid polymer with a solid content of about 49%. Accordingly, the W/C of the test specimen was adjusted and compounded, and the experiment was conducted by mixing 5 types of the test specimen: OPC-60, PMM-5%, PMM-10%, PMM-15%, and PMM-20%. In addition, in order to adjust the W/C of the specimen, the fluidity of each specimen was set as 210 (±5) mm. The specimens measured density and flow in fresh mortar and after curing for 28 days, flexural strength, compressive strength and ultrasonic pulse were measured. The attenuation rate was shown. The experimental results showed that the density increased according to the mixing of the polymer, the flexural strength increased as the mixing rate of the polymer increased, and the compressive strength was decreased. In addition, it was shown that the vibration damping rate increases with the increase in the amount of polymer incorporated.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.421-431
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• 2023

Recently, the destructive power of typhoons is continuously increasing due to the influence of global warming. In a situation where the installation of floating wind turbines is increasing around the world, concerns about the huge loss and collapse of floating offshore wind turbines due to strong typhoons are deepening. Regarding to the safe operation of the floating offshore wind turbine, the development of a new type of disconnectable mooring system is required. A new fairlead chain stopper considered in this study is devised to more easily attach or detach the floating offshore wind turbine with mooring lines comparing to other disconnectable mooring apparatuses. In order to investigate the structural safety of the initial design of fairlead chain stopper that can be applied to MW-class floating type offshore wind turbine, scale-down structural models were produced using a 3-D printer and structural tests were performed on the models. For the structural tests of the scale-down models, tensile specimens of acrylonitrile butadiene styrene material that was used in the 3-D printing were prepared, and the material properties were evaluated by performing the tensile tests. The finite element analysis of fairlead chain stopper was performed by applying the material properties obtained from the tensile tests and the same load and boundary conditions as in the scale-down model structural tests. Through the finite element analysis, the structural weak parts on the fairlead chain stopper were reviewed. The structural model tests were performed considering the main load conditions of fairlead chain stopper, and the test results were compared to the finite element analysis. Through the results of this study, it was possible to experimentally verify the structural safety of the initial design of fairlead chain stopper. It is also judged that the study results can be usefully used to improve the structural strength of fairlead chain stopper in a detailed design stage.

• Elastomers and Composites
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• 제37권4호
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• pp.211-216
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• 2002

서로 다른 고분자 혼합물의 조성 및 농도에서 온도 변화에 따른 상 분리 거동을 관찰하였다. 용매는 EPDM에 poor solvent로, SBR에는 good solvent로 작용하는 벤젠을 사용하였다. Cloud point curves(CPC)에서 각 고분자 시료에 대한 용매의 친화력과 상호 반발력 차이 때문에 15 ℃를 전후하여 CPC에 큰 변화가 있었다. 5℃ ~ 25℃ 영역에서 고분자 혼합물 조성비와 농도에 따라 비상용성이 나타났으며, 분리된 각 상의 조성은 상분리 온도에 크게 의존되어 있음을 확인하였다. EPDM과 SBR의 상호작용 파라메타는 0.6301 ~ 1.0775의 범위로 이 두 고분자 물질은 상용성이 없는 것으로 결론지었다.

• Design & Manufacturing
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• 제18권2호
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• pp.57-63
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• 2024

In this study, the recyclability of commonly used PP (polypropylene) and ABS (acrylonitrile butadiene styrene) was evaluated by molding test specimens from mixture of virgin and shredded material, followed by measuring their strength properties, Experiments were conducted o two type of PP (transparent and non-transparent) and two types of ABS (white and yellow). Test specimens for each resin were prepared with shredded material ratios ranging from 10% to 50% in 10% increments. Changes in tensile strength, elastic modulus, and elastic limit were analyzed based on the mixing ratio of the shredded material. The experimental results demonstrated that the strength properties of all the resins remained consistent within a certain range, even with increasing proportions of shredded material. For transparent PP, the tensile strength ranged from 30.87± MPa, the elastic modulus from 1.23±0.04 GPa, and the elastic limit from 19.17±0.44%. Non-transparent PP exhibited a tensile strength ranging from 27.71±0.58 MPa, an elastic modulus from 1.03±0.06 GPa, and an elastic limit from 17.35±0.41%. For ABS, white ABS had a tensile strength of 39.42±0.28 MPa, an elastic modulus of 1.94±0.01 GPa, and an elastic limit of 36.76±0.25%. Yellow ABS showed a tensile strength of 39.25±0.78 MPa, an elastic modulus of 1.94±0.01 GPa, and an elastic limit of 37.14±0.23%, with values remaining consistent within this range. Based on these results, it was confirmed that the mechanical properties of the resins used in this study do not change significantly when mixed with recycled shredded material, indicating excellent mechanical recyclability.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.266-271
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• 2014

Polycarbonate/Acrylonitrile-Butadiene-Styrene(PC/ABS) 블렌드의 분해효과를 조사하기 위해 고전단 압출 성형기의 스크류 회전속도와 전단시간의 함수로 PC/ABS의 물성변화에 영향을 미치는 산화방지제의 효과를 연구하였다. 인산계 산화방지제로 Tris-(2,4-di-tert-butyl-phenyl phosphate) (이후 A1로 명명) and Bis(2,4-dicumylphenyl) pentaerythritol diphosphite(이후 A3로 명명)가 사용되었고, 페놀계 산화방지제는 Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate(이후 A2로 명명)가 사용되었다. 열적 물성은 TGA를 통해 측정되었고 고속 전단 가공 후 크게 감소하였다. 산화방지제 A3가 포함된 PC/ABS 블렌드는 다른 산화방지제에 비해 스트레스로 유발된 degradation과, 열적 degradation이 지연되었다. 고속 전단 가공 후 UTM을 사용한 기계적 물성 또한 산화방지제 종류에 따라 각각 감소하였고, 특히, 신율의 경우 크게 감소하는 거동이 나타난 것에 비해 인장강도의 변화는 매우 적었다. 스크류 회전속도 1000 rpm, 전단부하 시간 20초 조건에서의 신율로 예를 들면, 고속 전단 가공하기 전 신율인 148%에서 A1은 91.6%, A2는 63%, A3은 131%로 감소하였다. 형태학적 물성을 알기 위해 SEM을 사용하여 PC/ABS의 분산상을 조사하였고, 스크류 회전속도와 하중이 작용한 기간이 증가함에 따라 그 크기 분포가 감소하였다. 따라서, 세 종류 산화방지제 모두 고속 전단 가공에서 스트레스로 유발되는 PC/ABS 블렌드의 degradation을 억제하고, 그 효과는 A3가 가장 뛰어난 것을 확인하였다.

• 분석과학
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• 제25권3호
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• pp.178-189
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• 2012

생식독성 및 내분비계 장애물질로 분류되는 프탈레이트가 근자에 유럽 신화학물질관리제도(REACH)의 허가대상 고위험성 물질(SVHC) 목록 및 유럽의 전기전자제품에 함유된 유해물질 규제인 RoHS II의 최우선 고려 물질 등으로 규제가 강화되면서 IEC TC 111에서 분석법 표준화가 진행되고 있으며 KS 개정도 이루어지고 있다. 본 고에서는 프탈레이트 분석법의 KS 개정 및 한국 NC에서 제안하여 진행되고 있는 IEC 62321에 프탈레이트 분석법을 추가함에 있어 기술적 자료로 사용될 수 있도록 현존하는 국가별 표준의 용매 추출 전처리를 비교 및 검증해 보았다. PVC (polyvinyl chloride)에서의 DEHP (diethylhexyl phthalate)의 추출 효율은 메탄올, 톨루엔, 디클로로메테인. 헥세인 순으로 46.9%에서 95.3%까지 증가하였다. DBP (dibutyl phthalate), BBP (butylbenzyl phthalate) 및 DEHP의 속슬렛을 사용한 추출 시간은 6시간이 최적임이 입증되었고, PVC, nitro cellulose, ABS (acrylonitrile butadiene styrene), and EPDM (ethylene propylene diene monomer) rubber 등의 매트리스로부터의 추출 효율도 90%~99%로 측정되었다. 용매추출에 이은 GC-MS 분석법의 검출한계는 용액 및 고분자 샘플에서 각각 0.08 ~0.3 ${\mu}g/mL$ 및 8~30 mg/kg으로 산출되었다. 공산품에서 프탈레이트를 분석하는 국가표준에서 용매 추출 전처리를 사용하는 EN 14372, ASTM D 7083, 일본 후생노동성 시험법(MHLW 0906-4) 및 KS M 1991을 비교한 결과 4개 국가별 표준 모두 98%~99%의 추출효율을 가짐이 검증되었다. 또한, 국내에서 유통되는 어린이 장난감, 전기 코드, 매니큐어의 공산품 3종에서 프탈레이트 함유 여부를 분석한 결과 DBP 및 DEHP가 22~1,910 mg/kg 범위로 검출되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.297-309
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• 2012

나노보강제의 하나인 아연 메타아크릴레이트 (ZMA)로 보강된 천연고무(NR)/부타디엔고무(BR) 블랜드에 발포제 함량을 달리하여 적용하여 발포거동을 관찰하였다. ZMA 첨가에 따라 전반적인 발포고무의 물성은 향상되었지만, 발포입자크기, 밀도, 발포도 등 발포입자의 모폴로지에는 크게 영향을 미치지 않았다. 발포제의 함량에 따라 발포고무의 기계적 물성은 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 발포제 함량 증가에 따라 발포도가 증가하였고, 이는 발포고무의 밀도감소로 나타났지만, 발포입자의 크기나 분산성은 크게 영향을 받지 않았다. 고함량 스티렌-부타디엔 고무(HSBR)의 영향도 함께 조사하였다. HSBR 함량 증가에 따라 발포입자의 크기는 작아졌고 분산성은 향상되었다. 발포고무는 대변형에서 에너지 흡수성이 뛰어난 것으로 나타났다.

• 폴리머
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• 제37권3호
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• pp.308-315
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• 2013

본 연구에서는 실리카 나노 입자의 표면개질을 위해 실란 커플링제인 bis[3-(triethoxysilylpropyl)]tetrasulfide(TESPT)를 사용하여 표면개질 반응을 수행하였다. 반응온도, 반응시간 및 TESPT 투입량의 변화가 실리카 표면개질 반응에 미치는 영향을 Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR), thermogravimetric analysis(TGA), elemental analysis(EA) 및 고체 $^{13}C$ 및 $^{29}Si$ cross-polarization magic angle spinning(CP/MAS) nuclear magnetic resonance spectroscopy(NMR)를 사용하여 분석하였다. 실리카 대비 투입되는 TESPT의 투입량을 증가시킬수록 $3746cm^{-1}$의 실리카의 고립 실란올(isolated) 피크의 세기는 줄어들었고, $2938cm^{-1}$의 TESPT의 $-CH_2$기에 의한 피크의 세기는 증가하였다. 또한 TESPT로 표면 개질된 실리카가 SBR 복합체의 기계적 물성에 미치는 영향과 SBR 기질 내에서 실란 커플링제로 표면 처리된 실리카의 분산정도를 universal testing machine(UTM)과 field emission scanning electron microscope(FE-SEM)를 이용하여 각각 측정하였다. 실험 결과 개질되지 않은 본래(pristine) 실리카를 20 phr(parts per hundred of rubber) 넣은 SBR 나노복합체에 비해 개질된 실리카 20 phr를 넣은 SBR 복합체의 인장강도는 5.65에서 9.38 MPa, 100% modulus는 1.62에서 2.73 MPa로 각각 증가하였으나, 파괴점 신장률은 349.6에서 298.9%로 조금 감소되었으며, SBR 기질 내의 실리카 분산성은 TESPT로 처리된 실리카가 본래 실리카에 비해 우수하였다.