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폴리우레탄/나일론 66 블렌드 제조시 스크류 속도 변화에 따른 기계적 물성 및 모폴로지에 관한 연구
전병철,정미화,조태근,정용찬,Chun Byoung-Chul,Chong Mi-Hwa,Cho Tae-Keun,Chung Yong-Chan 한국섬유공학회 2006 한국섬유공학회지 Vol.43 No.3
Incompatible blend of polyurethane(PU) and nylon 66 was prepared from melt mixing method utilizing twin screw extruder, and screw speed was changed to enhance the compatibility of the blend. Tensile, impact, thermal properties were measured to evaluate the effect of screw speed change on the mechanical properties. Also morphological and structural behavior were analyzed from XRD and SEM. As the screw speed increased, the dispersed phase particle size decreased and the degree of dispersion improved, and resulted in an improved tensile and impact strength. More specifically, tensile strength of 25 wt% PU/75 wt% nylon 66 blend was 38.1 MPa at the screw speed of 100 rpm, and it increased to 50.3 MPa at 400 rpm. Strain at break of 75 wt% PU/25 wt% nylon 66 blend increased from 64.9% at 100 rpm to 141.7% at 400 rpm, thus showed more than 100% increase in strain at break. Impact strength of 50 wt% Pu/ 50 wt% nylon 66 and 25 wt% PU/75 wt% nylon 66 blend also showed a slight increase with the screw speed increase.
패각 폐자원을 재활용한 악취제거기능을 갖는 폴리에틸렌 필름에 대한 연구
전병철,정용찬,정미화,박정환,권오철,Chun Byoung Chul,Chung Yong-Chan,Chong Mi Hwa,Park Jung-Hwan,Kweon Oh-Cheul 한국자원리싸이클링학회 2003 資源 리싸이클링 Vol.12 No.1
연간 250,000 톤 정도 생산되는 패각을 이용하여 악취제거기능을 갖는 폴리에틸렌 필름을 제조하기 위해, 패각 표면의 탄산이온을 바탕으로 양이온 또는 양이온성 계면활성제의 이온교환에 의한 표면흡착 및 이에 따른 표면 극성 변화를 통해서 악취제거능을 부여하였다. 패각 표면의 개질은 앙이온성 계면활성제로서 DTAB(n-dodecyltrimethylammonium bromide), CTAB(n-cetyltrimethy-lammonium bromide), 그리고 DHAB(n-dihexadecyldimethylammonium bromide)를 사용하였다. 또한 앙이온의 금속으로는 $Ce^{3+}$ , $Mg^{2+}$ , $Al^{3+}$ 를 이용하여 계면활성제의 이온교환방법으로 표면을 개질하였다. 표면 개질된 패각 분말을 이용하여 LDPE라 패각 기준 20 wt% 마스터배치(masterbatch, MB)를 제조한 후 다시 LDPE와 섞어서 패각 기준 3, 5, 10 wt%의 폴리에틸렌필름을 제조하였다. 생산된 필름의 규격은 폭 40 cm, 두께 40 $mu extrm{m}$ 이었다. 제조된 패각 필름에 대한 기계적 물성 측정 결과 패각의 첨가로 인한 기계적 물성의 큰 저하는 관찰되지 않았으며, 순수 폴리에틸렌 필름 대비 80% 이상의 물성을 유지하였다. 악취제거능은 양이온성 계면활성제로 개질된 패각 필름이 시험된 모든 종류의 악취에 대하여 가장 우수한 악취 흡착 제거능을 보여주었으며, 개질되지 않은 패각 필름도 비교적 우수한 악취제거능을 보여주었다. Odor-removing polyethylene film utilizing waste shell powder (annual production: 250,000 ton) was prepared. Odor removal was designed to work by cation or cationic surfactant adsorbed onto the shell surface by ion-exchange: cationic surfactants (DTAB (n-dodecyltrimethylammonium bromide), CTAB (n-cetyltrimethylammonium bromide) and DHAB (n-dihexade-cyldimethylammonium bromide), and cations $Ce^{3+}$ , $Mg^{2+}$ and $Al^{3+}$) were used. Surface-modified waste shell powder was com-pounded with LDPE to produce 20 wt% shell masterbatch (MB), and the MB was again blended with LDPE to get shell-containing LDPE films with 3,5, 10 wt% of shell (width: 40 cm, thickness: 40 $\mu\textrm{m}$). Mechanical properties of the various shell-LDPE films maintained more than 80 % of that of pure LDPE film. Both shell film modified with cationic surfactant and one without shell surface-modification showed excellent odor-removing ability.
재활용(再活用) 폴리프로필렌과 무기계(無機界) 폐기물(廢棄物)을 이용(利用)한 난연성(難燃性) 소재(素材) 개발(開發)
전병철,조태근,박현규,최형준,정용찬,전호석,Chun, Byoung-Chul,Cho, Tae-Keun,Park, Hyun-Gue,Choi, Hyung-Joon,Chung, Yong-Chan,Jeon, Ho-Seok 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.4
재활용한 폴리프로필렌(재활용 COPP, 이하 COPP)에 무기계 폐기물인 패각을 도입하여 함량 변화에 따른 기계적 물성 및 난연성을 조사하였다. 상기 복합소재의 기계적 물성 향상을 위하여 상용화제(Polytail H)를 첨가하였고, 난연성 향상을 위하여 다양한 종류의 난연제($Al_2O_3$, DBDPO, $Sb_2O_3$)를 첨가하여 이에 따른 기계적 물성 및 난연성을 종합적으로 평가하였다. 측정 결과 재활용 COPP에 패각만 혼합하는 것보다는 추가적으로 상용화제를 혼합하는 것이 매트릭스인 폴리프로필렌과 패각과의 계면 결합력이 증대되어 패각만을 혼합하였을 때 보다 물성저하가 감소하였고, 충격강도의 경우는 100 wt% 재활용 폴리프로필렌(COPP)과 유사한 값을 나타내었다. 한편, 난연제 첨가에 따른 기계적 물성의 저하는 관찰되지 않았다. 제조된 재활용 COPP 복합소재의 UL-94규격에 의한 난연 테스트 결과 패각만을 혼합한 경우 패각 40 wt% 함유된 경우가 pure COPP보다 불이 붙을 때까지 걸리는 시간과 타는 시간이 지연됨을 확인할 수 있었지만, 난연 효과는 나타나지 않았다. 그러나, 패각을 난연제와 함께 복합화하여 제조한 소재에서는 뚜렷한 난연 효과를 관찰할 수 있었으며, 난연 효과는 $Sb_2O_3>Al_2O_3>DBDPO$의 순으로 효과가 있음을 확인하였다. UL-94 V-0 등급은 $Al_2O_3$를 첨가한 그레이드 중 상용화제를 넣은 그레이드와 패각 40 wt%가 함유된 그레이드에서, 그리고 $Sb_2O_3$를 난연제로 사용한 모든 그레이드에서 관찰되었다. Inorganic shell powder waste was added to recycled polypropylene(COPP), and its effect on the mechanical properties and flammability was investigated. Compatibilizer(Polytail H) was added to improve mechanical properties of COPP/shell composites. Also three different flame retardants($Al_2O_3$, DBDPO, $Sb_2O_3$) were added to improve flammability. Experimental results indicated that addition of compatibilizer resulted in an improved mechanical properties, and especially impact strength approached that of 100 wt% COPP. Addition of flame retardant did not result in decreased mechanical properties. UL-94 flammability test indicated that COPP/shell composite did not show good flame retardancy, however, in the case of COPP/shell composites containing flame retardant showed good flammability. flammability was found $Sb_2O_3>Al_2O_3>DBDPO$ in this order. Finally, UL-94 V-0 grade was found in COPP/shell composite with $Al_2O_3$, compatibilizer, and 40 wt% shell, and COPP/shell composites with $Sb_2O_3$.
貝角 廢棄物과 混合 廢플라스틱을 이용한 射出用 素材에 대한 硏究
정미화,정용찬,전병철,조봉규,Chong, Mie-Hwa,Chung, Yong-Chan,Chun, Byoung-Chul,Cho, Bong-Gyoo 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.3
굴 양식의 부산물인 패각과 혼합 폐플라스틱을 이용하여서 패각의 함유 및 패각 표면 재질에 따른 물성과의 상관관계에 관한 연구를 하였다. 먼저 패각과 순수 LDPE를 twin screw extruder를 시용하여 40 wt%의 마스터배치(masterbatch, M/B)를 제조한 후, 다시 이를 순수 LDPE와 섞어서 패각 함유 10 wt%에서 40 wt%까지의 사출용 시편을 제조하였다. 한편 순수 LDPE 대신에 혼합 폐플라스틱을 이용하여 상기와 동일한 방법으로 사출용 시편을 제조하였고, 패각과 혼합 폐플라스틱과의 상용성을 향상시키기 위해서 패각의 표면을 양이온과 양이온성 계면활성제로 치환하였다. 표면 개질 패각을 이용하여 혼합 폐플라스틱과의 혼입을 통해 상기와 동일 함량을 갖는 사출 시편을 제조한 후 기계적 물성을 측정하였다. 측정 결과 표면을 개질한 패각을 함유한 혼합 폐플라스틱은 미개질 패각 함유 시편에 비해 매트릭스와의 상용성 증가로 인해 굴곡강도, 압축강도, 열변형 온도 등의 물성 향상을 나타내었다. 따라서 패각을 함유시 혼합 폐플라스틱의 기계적 물성의 향상으로 인해 새로운 용도 개발이 가능한 것을 확인하였다. Mechanical properties of shell powder containing mixed recycled plastics were investigated depending on the shell content and surface modification. First, shell powder and LDPE were compounded using the twin screw extruder to manufacture 40 wt% master batch(M/B), and the M/B was blended with LDPE to produce bulk specimens with 10, 20, 30 and 40 wt% shell content. To improve the compatibility of shell powder with mixed recycled plastics matrix, surface of shell powder was chemically modified with cations or cationic surfactant. Surface modified shell was also used to prepare bulk specimens with the same shell content. Mechanical property analysis showed obvious improvement for the surface modified shell containing bulk specimens compared to unmodified ones. These results can lead to the development of new applications for the mixed recycled plastics.
폴리우레탄으로 가교화한 탄소나노튜브 나노복합체의 합성과 특성
이선영,정용채,조재환,전병철,Lee, Sun-Young,Jung, Yong-Chae,Cho, Jae-Whan,Chun, Byoung-Chul 한국섬유공학회 2008 한국섬유공학회지 Vol.45 No.4
Polyurethane(PU)-crosslinked multi-walled carbon nanotubes(MWNTs) with different MWNTs content were synthesized, and their morphology and crystallization were investigated. The crosslinking of MWNTs with PU was achieved by reacting MWNTs treated chemically in the mixed acids with prepolymer obtained from a reaction of diisocyanate and polyol. The functioanlization of MWNTs with PU was confirmed by FT-IR, Raman, and XPS measurements, and their morphology was observed by SEM and TEM measurements. Optimum content of MWNTs for PU-crosslinked MWNTs was dependent on an amount of prepolymer and concentration of -OH group in MWNTs. The crystallinity of poly($\varepsilon$-caprolactone)-based PU decreased with an increase of MWNTs content, and it was ascribed to the confinement of crystallization of PCL molecules due to the crosslinking of PU with MWNTs.
정용찬,최재원,이혜림,전병철,Chung, Yong-Chan,Choi, Jae Won,Lee, Hye Lim,Chun, Byoung Chul The Korean Fiber Society 2013 한국섬유공학회지 Vol.50 No.4
Grafted isopropyl groups were used to control the molecular interactions between polyurethane (PU) copolymers, and their effect on the tensile properties of PU was investigated. The grafted isopropyl groups were selected to interrupt the molecular interactions and disturb the close contact between PU chains through its branched structure, and thus improve the low-temperature recovery while maintaining the high tensile properties and the shape recovery at ambient temperature. The grafted isopropyl groups made a difference to the phase separation of the hard and soft segments in the PU structure, as determined by IR and DSC. The crosslink density and viscosity experienced an unusual increase with the increase in isopropyl content owing to crosslinking by the grafting reagent. The shape recovery and retention remained high even with the grafted isopropyl groups. Finally, the effect of the isopropyl groups on low-temperature recovery was compared with that of the linear PU, and the reason for the flexibility is discussed.