The surface topography, tensile properties, and thermal properties of ramie fibers were investigated as reinforcement for fully biodegradable and environmental-friendly 'green' composites. SEM micrographs of a longitudinal and cross sectional view of a single ramie fiber showed a fibrillar structure and rough surface with irregular cross-section, which is considered to provide good interfacial adhesion with polymer resin in composites. An average tensile strength, Young's modulus, and fracture strain of ramie fibers were measured to be 627 MPa, 31.8 GPa, and 2.7 %, respectively. The specific tensile properties of the ramie fiber calculated per unit density were found to be comparable to those of E-glass fibers. Ramie fibers exhibited good thermal stability after aging up to $160^{\circ}C$ with no decrease in tensile strength or Young's modulus. However, at temperatures higher than $160^{\circ}C$ the tensile strength decreased significantly and its fracture behavior was also affected. The moisture content of the ramie fiber was 9.9 %. These properties make ramie fibers suitable as reinforcement for 'green' composites. Also, the green composites can be fabricated at temperatures up to $160^{\circ}C$ without reducing the fiber properties.
Tetramethylorthosilicate와 glycidol을 이용하여 액상의 에폭시 그룹을 함유한 실란 올리고머를 합성하고, p-PDA/ODA 그리고 PMDA/BPDA 단량체로부터 제조된 4성분계 폴리아믹산과 혼성화시켜 고점도의 폴리아믹산/실리카 혼성체를 합성하였다. 그리고 이를 열적 이미드화 공정을 거쳐 폴리이미드/실리카 혼성화 필름을 제조하였다. 혼성화 필름의 특성을 분석한 결과, 열팽창계수는 실리카 함량이 높을수록 최초 17 ppm/K에서 10 ppm/K까지 감소하였고, 탄성률은 증가하였으나 인장강도는 감소하는 경향을 보였다. 또한 유연성 동박 적층 필름을 제조하여 분석한 결과, 실리카 함량 변화에 따라 접착력은 $0.43kg_f/cm$에서 $1.02kg_f/cm$까지 증가하였다. 따라서 높은 접착력을 요구하는 유연성 동박 적층 필름 제조시에는 실리카와 혼성된 폴리이미드 필름이 효과적임을 알 수 있었다.
Acid group을 도입하여 접착 및 그립성이 향상된 casting 폴리우레탄을 합성하였다. 폴리우레탄의 그립 특성 및 접착 특성을 확인하였고, 접촉각 및 인장강도, 기계적 물성 등을 연구하였다. Acid 함량에 따른 특성들을 조사하기 위해 acid 함량별로 경화제를 제조하여 각각의 특성들을 연구하였다. Acid group을 도입함으로써 접착력 및 wet slip이 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 인장강도 및 마모 등 기계적 물성 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Acid 함량별로 물성을 측정한 결과 일정한 함량까지 기계적 물성은 증가하며, 일정 함량 이상에서는 기계적 물성 및 접착력이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Wet slip과 접촉각의 경우에는 acid group 도입에 의해 친수성이 증가함으로 acid 함량이 증가할수록 wet slip은 증가하며 접촉각의 경우에는 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Jute와 PP의 계면 접착력을 향상시키기 위해 추가적인 단계 없이 친 환경적인 공정을 통해 MAPP를 적용하였고 자연섬유의 방향성 또한 부여하여 기존에 제안된 방법보다 우수한 기계적 물성을 나타내었다. 전단 속도를 일정하게 변화시켜 기지 수지의 용융점도 측정한 결과, 압출이나 사출 성형과 같이 높은 전단력이 작용하지 않는 고온 프레스에서도 MAPP를 증량함에 따라 섬유와의 결합 가능성을 높일 수 있음을 밝혔다. 더하여 MAPP와 jute 섬유의 계면에서 관능기 간 화학 결합이 생성됨을 FT-IR을 통해 확인하였다. 인장 강도의 경우 섬유 방향에서 높은 값을 보였으며 3 wt% MAPP 함량에서 최적화 되었고 인장 강성에서도 유사한 경향을 가졌다. 굴곡 강도는 인장에 비해 상대적으로 MAPP 함량에 따른 상승효과가 미비하였는데 함침의 영향으로 판단되었다.
섬유강화 복합재료를 이용하여 다양한 제품을 개발하고 있다. 제품화를 위해서는 기본적으로 복합재료의 인장강도 평가를 진행해야 한다. ASTM D3039 규격을 기반으로 섬유강화 복합재료가 평가되는데, 인장시편에 대한 변수 및 평가 조건에 따른 변수가 섬유강화 복합재료의 인장강도에 변화를 유발시킨다. 본 연구에서는 섬유강화 복합재료의 인장강도를 평가하는 ASTM D3039 기준을 따라 실험을 하되 탭, 시편의 두께, 탭을 붙이기 위한 접착제의 종류, 지그의 압력에 따른 섬유강화 복합재료의 인장강도 결과의 변화를 확인하였다. 시편의 두께에 따라 인장강도 및 인장탄성률의 변화가 있었다. 시편의 두께는 1-1.5 mm이 최적이며, 지그의 압력은 0.28 MPa, 탭을 붙이는 접착제는 접착력이 가장 우수한 구조용 접착제를 사용하는 것이 효과적이었다. 다양한 실험적 변수로 인해 오류를 일으킬 수 있었다. 접착제 및 탭, 지그 등에 대한 정확한 설정을 통해 효과적인 복합재료 평가가 이루어지길 희망한다.
본 연구에서는 내부에 이소시아네이트를 포함하는 microcapsule을 합성하였으며, 제조된 microcapsule에 대한 분석 및 폴리우레탄 수지와 병용했을 때의 기계적 물성과 접착특성에 대해서 고찰하였다. 전자현미경을 사용해서 합성된 microcapsule이 구형의 외관을 갖는 것을 확인하였으며, FT-IR과 TGA 분석을 통해서 microcapsule의 core 물질이 IPDI인 것과 각 구성요소들의 성분비를 확인하였다. 폴리우레탄 수지 자체 및 microcapsule을 포함한 경우의 접착력 및 물성을 평가한 결과 접착수지 내에 포함된 microcapsule 내 IPDI의 가교반응에 의해서 폴리우레탄 수지 자체에 비해 접착력, 인장강도, 내마모 특성이 크게 향상되는 것을 확인하였다.
본 연구는 폐타이어 고무분말 개질 아스팔트(crumb rubber modified asphalt, CRMA) 공정조건에서 반응온도, 혼합반응시간 및 유연성 개질제의 영향을 조사하였다. 저온에서 아스팔트바인더와 개질 아스팔트의 온도 민감성과 접착특성은 침입도와 인장접착강도를 통하여 측정하였다. 유연제와 공정온도가 인장접착강도와 강인화 에너지의 중요한 요소임을 확인하였다. 더 높은 혼합온도와 연성 개질제에서 CRMA의 인장접착물성이 향상되는 것은 아스팔트바인더와 개질 아스팔트의 연성구조에 기인한다. CRMA의 물리적 특성의 개선은 CR과 아스팔트바인더간의 상용성에 있다. 유연제가 CR과 아스팔트바인더 안에 침투되어, 유연제에 의해 개질된 CRMA는 CRMA보다 접착특성이 증가하였음을 확인하였다.
The purpose of this study is to evaluate the effects of etching time, environmental temperature and humidity on the adhesion of composite resin to glass-ionomer cement. Two chemical cure composite resins (Clearfil F II and Microrest AP) and two glass-ionomer cements (Fuji ionomer Type I and KET AC-CEM) were used as the experimental materials. The experiment is performed in 3 stages: The first stage is to bond composite resins to glass-ionomer cements, and the surface was not etched, and etched for 20 seconds, 40 seconds, and 60 seconds. Then specimens are stored in distilled water at $37^{\circ}C$ for 24 hours to measure tensile strength. The second stage is to choose the one group that had the highest tensile strength from the first stage and prepare two experimental groups: One group with composite resin bonded to glass-ionomer cement without etching and bonding agent application and the other with composite resin bonded to glass-ionomer cement with etching but without any bonding agent application. The specimens are stored in distilled water at $37^{\circ}C$ for 24 hours and tensile strength is measured. The third stage is to choose group that had the highest tensile strength from the first stage experiment, and bond composite resin to glass-ionomer cement at $24^{\circ}C$ 44%, $30^{\circ}C$ 44%, $30^{\circ}C$ 80%, and $32^{\circ}C$ 92%. The storage time of specimens is to bond immediately after storage, then changed to 30 sec., 60 sec., and 120 sec.. Specimens are stored in distilled water at $37^{\circ}C$ for 24 hours and their tensile strength are measured again. The following results were obtained: 1. As the etching time increases, the tensile bond strength between glass-ionomer cement and composite resin increase, and the tensile bond strength is the highest when acid etched for 60 minutes (P < 0.05). 2. After acid etching for 60 minutes, the tensile strength of the group with bonding agent was stronger than that without bonding agent application (P < 0.05). 3. The tensile strength of Clearfil F II was stronger than that of Microrest AP. 4. It was observed that the tensile bond strength is not affected by different storage time with different temperature and humidity. 5. As the humidity was increased, the tensile bond strength between glass-ionomer cement and composite resin decreased (P < 0.05).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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