• 제목/요약/키워드: viscoelastic constant

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변성 S-SBR Silica-Silane 고무복합체의 배합조건에 대한 연구 : II. 배합온도와 시간의 영향 (Study on Mixing Condition of the Rubber Composite Containing Functionalized S-SBR, Silica and Silane : II. Effect of Mixing Temperature and Time)

  • 장석희;김욱수;강용구;한민현;장상목
    • Elastomers and Composites
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    • 제48권2호
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    • pp.103-113
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    • 2013
  • 실리카와 실란을 포함하는 고무 복합체의 최적 배합조건을 찾기 위하여 배합온도와 시간을 달리한 고무복합체의 특성을 평가하였다. 고무복합체의 제조를 위한 배합온도는 $120^{\circ}C$, $140^{\circ}C$, $160^{\circ}C$의 다양한 배합시간으로 배합한 후 고무복합체의 특성을 평가하였다. 배합시간이 증가할수록 점도의 감소와 결합고무가 증가하였으나, 배합시간의 증가에 따른 점도의 변화는 배합온도가 낮을수록 크고, 결합고무의 증가속도는 온도가 높을수록 크게 나타났다. 낮은 온도인 $120^{\circ}C$인 경우 배합 시간이 바뀌어도 가교 속도는 거의 일정한 반면 10분 이하의 배합 시간에서는 분산이나 반응이 충분치 않음을 동적 점탄성과 분산 평가 등을 통하여 알 수 있었다. 반대로 높은 온도에서는 충분한 반응에 의하여 동적 점탄성 특성 등이 우수한 것으로 나타나지만 가교 속도나 물성의 변화 등이 매우 민감하고 과도한 결합고무의 형성 때문에 적합한 온도 조건이 아님을 확인하였고, 변성 S-SBR 실리카 배합에서는 $140^{\circ}C$에서 10분 정도의 배합이 분산과 실리카-실란 결합의 최적 조건임을 확인하였다.

Effects of prestretch on stress relaxation and permanent deformation of orthodontic synthetic elastomeric chains

  • Chang, Jee Hae;Hwang, Chung-Ju;Kim, Kyung-Ho;Cha, Jung-Yul;Kim, Kwang-Mahn;Yu, Hyung Seog
    • 대한치과교정학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.384-394
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    • 2018
  • Objective: This study was performed to investigate an appropriate degree of prestretch for orthodontic synthetic elastomeric chains focusing on time-dependent viscoelastic properties. Methods: Orthodontic synthetic elastomeric chains of two brands were prestretched to 50, 100, 150, and 200% of the original length in one and three cycles, and the hysteresis areas of the obtained stress-strain curves were determined. Acrylic plates were employed to maintain constant strain during the experiment. A total of 180 samples were classified into nine groups according to brand, and their stresses and permanent deformations were measured immediately after prestretch (0 hour), after 1 hour and 24 hours, and after 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 weeks. The relationship between stress relaxation and permanent deformation was investigated for various degrees of prestretch, and the estimated stress resulting from tooth movement was calculated. Results: The degree of prestretch and the stress relaxation ratio exhibited a strong negative correlation, whereas no correlation was found between the degree of prestretch and the average normalized permanent strain. The maximal estimated stress was observed when prestretch was performed in three cycles to 200% of the original length. Conclusions: Although prestretch benefited residual stress, it did not exhibit negative effects such as permanent deformation. The maximal estimated stress was observed at the maximal prestretch, but the difference between prestretch and control groups decreased with time. In general, higher residual stresses were observed for product B than for product A, but this difference was not clinically significant.

파킨슨병 환자의 경직에 대한 약물과 DBS 의 효과의 정량화 (Quantification of the Effect of Medication and Deep Brain Stimulation on Parkinsonian Rigidity)

  • 권유리;엄광문;박상훈;김지원;김민직;이혜미;장지완;고성범
    • 한국정밀공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.559-563
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    • 2013
  • This study aims to quantify the effects of medication (Med) and deep brain stimulation (DBS) on resting rigidity in patients with Parkinson's disease. We tested 10 limbs of five patients under each of four treatment conditions: 1) baseline, 2) DBS, 3) Med, 4) DBS + Med. Rigidity at the wrist joint was assessed using the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS). The examiner randomly imposed flexion and extension movement on patient's wrist joint. Resistance to passive movement was quantified by viscoelastic properties. Not only rigidity score but also damping constant showed improvements in rigidity by DBS and Med treatments (p<0.05). This indicates that the viscosity can represent the change in rigidity due to DBS as well as Med, which was manifested by UPDRS score.

단백질/계면활성제 혼합계에서 기포안정성에 대한 계면조성과 분자확산 (Surface Composition and Molecular Diffusion on the Stability of Foams Formed from Protein/Surfactant Mixtures)

  • 박선영;김명수;정노희;남기대
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.158-166
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    • 2000
  • A conductimetric study of foam formed from mixture of the protein, ${\beta}-lactoglobulin$, and the nonioinc surfactant, SML, revealed that their stability was reduced at concentrations of SML in the range $3{\sim}10mM$. The interaction of SML with ${\beta}-lactoglobulin$ was investigated by fluorimetry and a dissociation constant of $0.2{\mu}M$ was calculated for the complex. Surface tension studies confirmed the presence of interaction between the two components and provided evidence for the progressive displacement of ${\beta}-lactogloblin$ from the air/water interface with increasing SML concentration. Experiments using air-suspended microscopic thin liquid films revealed transitions in the chainage characteristics and thickness of the film at SML concentrations below that which resulted in destabilization of the foam. However, measurements of surface mobility of fluorescent-labeled ${\beta}-lactoglobulin$ by a photobleaching method identified that a transition to a mobile system occurred at a SML concentration which correlated with the onset of instability in the disperse phase. The results would indicate that maintenance of the viscoelastic properties of the surface is paramount importance in determining the stability of interfaces comprising mixtures of protein and surfactant.

The competing roles of extensional viscosity and normal stress differences in complex flows of elastic liquids

  • Walters, K.;Tamaddon-Jahromi, H.R.;Webster, M.F.;Tome, M.F.;McKee, S.
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제21권4호
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    • pp.225-233
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    • 2009
  • In various attempts to relate the behaviour of highly-elastic liquids in complex flows to their rheometrical behaviour, obvious candidates for study have been the variation of shear viscosity with shear rate, the two normal stress differences $N_1$ and $N_2$, especially $N_1$, and the extensional viscosity $\eta_E$. In this paper, we shall be mainly interested in 'constant-viscosity' Boger fluids, and, accordingly, we shall limit attention to $N_1$ and $\eta_E$. We shall concentrate on two important flows - axisymmetric contraction flow and "splashing" (particularly that which arises when a liquid drop falls onto the tree surface of the same liquid). Modern numerical techniques are employed to provide the theoretical predictions. It is shown that the two obvious manifestations of viscoelastic rheometrical behaviour can sometimes be opposing influences in determining flow characteristics. Specifically, in an axisymmetric contraction flow, high $\eta_E$ can retard the flow, whereas high $N_1$ can have the opposite effect. In the splashing experiment, high $\eta_E$ can certainly reduce the height of the so-called Worthington jet, thus confirming some early suggestions, but, again, other rheometrical influences can also have a role to play and the overall picture may not be as clear as it was once envisaged.

Kinematics of filament stretching in dilute and concentrated polymer solutions

  • McKinley, Gareth H.;Brauner, Octavia;Yao, Minwu
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제13권1호
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    • pp.29-35
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    • 2001
  • The development of filament stretching extensional rheometers over the past decade has enabled the systematic measurement of the transient extensional stress growth in dilute and semi-dilute polymer solutions. The strain-hardening in the extensional viscosity of dilute solutions overwhelms the perturbative effects of capillarity, inertia & gravity and the kinematics of the extensional deformation become increasingly homogeneous at large strains. This permits the development of a robust open-loop control algorithm for rapidly realizing a deformation with constant stretch history that is desired for extensional rheometry. For entangled fluids such as concentrated solutions and melts the situation is less well defined since the material functions are governed by the molecular weight between entanglements, and the fluids therefore show much less pronounced strain-hardening in transient elongation. We use experiments with semi-dilute/entangled and concentrated/entangled monodisperse polystyrene solutions coupled with time-dependent numerical computations using nonlinear viscoelastic constitutive equations such as the Giesekus model in order to show that an open-loop control strategy is still viable for such fluids. Multiple iterations using a successive substitution may be necessary, however, in order to obtain the true transient extensional viscosity material function. At large strains and high extension rates the extension of fluid filaments in both dilute and concentrated polymer solutions is limited by the onset of purely elastic instabilities which result in necking or peeling of the elongating column. The mode of instability is demonstrated to be a sensitive function of the magnitude of the strain-hardening in the fluid sample. In entangled solutions of linear polymers the observed transition from necking instability to peeling instability observed at high strain rates (of order of the reciprocal of the Rouse time for the fluid) is directly connected to the cross-over from a reptative mechanism of tube orientation to one of chain extension.

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가황시스템 변화가 가황고무의 점탄성적 특성에 미치는 효과 (The Effect of Cure System for the Viscoelastic Properties of Vulcanized Rubber)

  • 박남국;이석
    • Elastomers and Composites
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    • 제34권1호
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    • pp.11-19
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    • 1999
  • 카본블랙 첨가량, 촉진제에 대한 황 함량비에 따른 가황고무의 점탄성 특성을 반발탄성, 저장 및 손실 모듈러스, tan ${\delta}$를 통하여 고찰하였다. 반발탄성은 촉진제에 대한 황 함량비가 낮을수록, 배합고무중 카본-블랙의 체적분율이 낮을수록 높게 나타났다. 저장 모듈러스는 카본블랙 첨가량과 변형이 증가할수록 감소하였으나, 가황시스템과는 무관하게 나타났다. 특히 카본블랙 첨가량이 낮은 수준 ($40{\sim}50phr$)에서는 변형이 3% 이상에서, 첨가량이 높은 수준(60phr 이상)에서는 변형이 6% 이상에서 일정한 저장 모듈러스를 보이고 있어 입자간에 형성되는 망상구조는 6% 이상의 변형에서 파괴됨을 알 수 있다. 손실 모듈러스는 카본블랙 첨가량이 낮은 수준에서는 별다른 영향이 없으나, 높은 수준에서는 1% 변형에서 최대값을 보인 후 완만히 감소하였다. Tan ${\delta}$는 가황시스템에 대한 의존성은 약하나 카본블랙 첨가량 및 변형이 증가함에 따라 증가하였으나, 카본블랙 첨가량에 관계없이 2% 변형에서 최대값을 나타내었다.

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디지털 화상관련법 및 균열선단열림각도를 이용한 입자강화 복합재료의 균열저항거동 (Crack Resistance Behavior Using Digital Image Correlation and Crack Tip Opening Angle on Particulate Reinforced Composite)

  • 나성현;이정원;김재훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권12호
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    • pp.1021-1026
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    • 2016
  • 본 연구는 점탄성을 가진 HTPB 입자강화 복합재료의 균열저항에 대하여 쐐기분열시험 및 균열선단열림각도를 이용하여 평가하였다. 일반적으로 균열진전 함수로서 균열선단열림각도는 파괴저항을 결정하기 위해 사용되며, 수치적으로 일정한 값을 가진다. 디지털 화상관련법은 임계 균열선단열림각도를 도출하기 위하여 균열선단열림변위 및 균열진전길이를 측정하기 위해 사용되었다. 본 연구의 시험 결과에서 입자강화 복합재료의 임계 균열선단열림각도는 균열초기 진전 후 일정한 값을 가진다. 임계 균열선단열림각도는 $50^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$로 온도의 감소에 따라 증가한다. 이러한 임계 균열선단열림각도는 입자강화 복합재료의 파괴역학 파라미터로 사용될 수 있다.

생분해성 포장재질이 달걀의 물성에 미치는 영향 연구 (Influence of the Biodegradable Packaging Material on the Rheological Properties of Eggs)

  • 김지현;박종신;김병용
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제40권6호
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    • pp.525-530
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    • 1997
  • 생분해성 포장재질에 대한 달걀의 기능성 변화를 알아보기 위해 달걀의 저장중 pH변화, 파손강도 및 응력완화현상을 측정하고 무포장 및 복합 필름에 포장한 달걀과 비교하였다. 생분해성 포장재질을 달걀에 사용한 경우 pH는 초기 8.39에서 최종 pH 9.3으로 최종 pH 9.48을 보인 무포장의 경우와 유사한 pH변화를 보이며, 파손강도의 변화에 있어서도 초기 14.25 N에서 생분해성 포장재질로 포장한 경우 6.76 N, 무포장의 경우 9.31 N의 변화를 보였다. 생분해성 포장재질이나 무포장에 비해 공기투과도가 상대적으로 무척 낮은 복합 필름 포장재를 사용한 경우는 저장이 진행됨에 따라 pH는 8.39에서 8.81로 적은 변화량을 보였으나 파손 강도값은 14.25 N에서 5.29 N으로 크게 감소하는 것으로 보아 달걀내부의 물성학적 기능이 크게 저하됨을 보여주었다. 내부조직변화를 감지할 수 있는 응력완화 현상을 측정하여 3-elements Maxwell model에 적용하고 구하여진 점탄성의 값을 비교시 무포장한 달걀과 생분해성 포장재를 사용한 경우에는 큰 차이가 없었으나 복합 필름 포장재의 경우에는 저장이 진행됨에 따라 그 기능이 현저하게 떨어짐을 보여주었으며 따라서, 달걀의 기능성 변화를 살펴볼 때 공기 및 수분투과도가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 생분해성 포장재질의 많은 인장력 증가가 현 단계에서 요구되나 환경적인 문제를 고려할 때 기존의 달걀 포장재인 PE포장재의 대체품으로서 사용 가능성이 긍정적으로 여겨진다.

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박막 적층 구조 및 필링 속도가 스크린 프린팅 Ag/Polyimide 사이의 필 강도에 미치는 영향 (Effects of Film Stack Structure and Peeling Rate on the Peel Strength of Screen-printed Ag/Polyimide)

  • 이현철;배병현;손기락;김가희;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.59-64
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    • 2022
  • 연성인쇄회로기판에 사용되는 스크린 프린팅(screen-printing, SP) Ag/폴리이미드(polyimide, PI) 구조의 필 테스트 시 필링 속도 및 박막 적층 구조가 필 강도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PI/SP-Ag, PI/SP-Ag/전해도금 Cu, 전해도금 Cu/SP-Ag/PI의 3가지 적층 구조에 대해 필링 속도에 따른 90° 필 테스트를 수행하였다. PI 박막을 필링하는 2가지 구조에서는 필링 속도에 상관없이 필 강도가 거의 일정하게 유지된 반면, Cu/Ag 금속 박막 필링 구조에서는 필링 속도가 증가할수록 필 강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 이는 필링 속도에 따른 90° 굽힘 소재의 소성변형에너지 차이에 기인한 것으로 판단된다. 인장속도에 따른 인장 시험 결과, 변형 속도 증가에 따른 Cu/Ag 금속 박막의 유동응력 및 인성 증가가 Cu/Ag/PI 구조에서의 필링 속도에 따른 금속 박막의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 증가의 주 원인으로 판단된다. 반면, 점탄성 소재인 PI의 경우 변형 속도에 따른 기계적물성 차이가 금속에 비해 상대적으로 작아서, PI/Ag 및 PI/Ag/Cu 구조에서는 필링 속도에 따른 PI의 90° 굽힘 소성변형에너지 및 필 강도 변화가 상대적으로 적은 것으로 판단된다.