말레인산 무수물 그래프트 폴리프로필렌/케나프 섬유 복합체의 물성에 대한 연구

구선교 ( Sun Gyo Ku ),김유신 ( Yu Shin Kim ),홍영은 ( Young Eun Hong ),김동원 ( Dong Won Kim ),김기성 ( Ki Sung Kim ),김연철 ( Youn Cheol Kim ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.1

이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 190 ℃에서 말레인산 무수물(maleic anhydride, MAH)과 스티렌 모노머(styrene monomer, SM)의 함량을 변화시켜가며 MAH와 SM이 그래프트된 폴리프로필렌(PP-g-MAH-SM) 공중합체를 제조하였다. 제조한 PP-g-MAH-SM 공중합체의 그래프트율은 비수용성 역적정을 통하여 측정하였으며, 동일한 MAH 함량에서 SM이 사용된 경우 높은 그래프트율을 나타내었다. 그래프트율에 따른 PP-g-MAH-SM/케나프섬유(kenaf fiber, KF) 복합체를 200 ℃에서 제조하였고, KF의 함량은 20 wt%로 고정시켰다. 복합체에 대한 열중량분석기(TGA)의 분해 온도에 따르면, MAH 만 적용된 PP-g-MAH 보다 MAH와 SM이 함께 적용된 PP-g-MAH-SM 복합체의 열안정성이 다소우세하였다. 복합체의 기계적 강도 또한 MAH와 SM이 함께 적용된 경우에 개선정도가 우수하였다. 계면접착정도는 파단면의 SEM과 접촉각으로 확인하였다. Maleic anhydride (MAH) grafted polypropylene (PP-g-MAH) copolymers were prepared by changing MAH and styrene monomer (SM) content, using a twin screw extruder at 190 ℃. The grafting degree was measured by non-aqueous back titration method. The grafting degree of PP-g-MAH-SM copolymer was higher than that of PP-g-MAH at the same MAH content. PP-g-MAH-SM/kenaf fiber (KF) composites were also prepared by using a PP-g-MAH as a matrix at 200 ℃ and the KF content was fixed at 20 wt%. Based on the degradation temperature investigated by TGA, the thermal stability of PP-g-MAH-SM/KF composites was more enhanced than that of PP-g-MAH only. Mechanical properties of the composites were also improved when MAH and SM applied together. The adhesion degree between the copolymer and KF was confirmed by both SEM pictures of the fractured surface and contact angles.

Poly(trimethylene terephthalate) 혼합에 의한 폴리프로필렌 섬유의 염색성 개선 (I) -PP/PTT 블렌드 필름의 제조 및 열적 특성-

박경철,함명조,김영호,Park, Kyung-Chul,Ham, Myong-Jo,Kim, Young-Ho 한국섬유공학회 2010 한국섬유공학회지 Vol.47 No.3

To improve the dyeability of polypropylene (PP) fibers, PP/poly(trimethylene terephthalate) (PTT) blend fibers with various PTT contents were prepared using a commercial pilot spinning apparatus. The PP/PTT blend fibers were melt-pressed at $260^{\circ}C$ and quenched in ice-water to form PP/PTT blend films, and the thermal properties of the blend films were analyzed. DSC analysis showed that the melting temperature of the PP in the blends was unaffected by PTT blending and that PP and PTT crystallized independently. However, the melt crystallization temperature ($T_{mc}$) increased slightly with increasing the PTT content in PP/PTT blends. Synchrotron WAXS analysis of the annealed PP/PTT blend films showed that the crystal structure of PP in the blend films was the $\alpha$-form irrespective of the presence of PTT. SEM showed that PTT existed as spherical particles in the PP/PTT blends and that the particle size increased with increasing PTT content, which indicates that PTT was immiscible with PP. This immiscibility helped enhance the dyeing properties of the blend PP fibers.

호모 폴리프로필렌을 이용한 고강도 폴리프로필렌 폼의 제조를 위한 공정 최적화 연구

정선경(Sun Kyung Jeoung),최재길(Jae Gil Choi),고윤기(Youn Ki Ko),김주형(Ju Hyoung Kim),이장훈(Jang Hun Lee) 한국고분자학회 2018 폴리머 Vol.42 No.3

일반적인 폴리프로필렌(PP) 폼은 랜덤 PP를 사용하여 제조되나 랜덤 PP보다 결정성이 높은 호모 PP를 사용할 경우 PP 폼의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 그러나 이러한 소재의 결정성 증가는 가공성을 저하시킴으로써 발포 폼을 제조하는데 다양한 공정상의 어려움을 야기한다. 본 연구에서는 자동차 내외장재 용도로 가장 많이 사용되는 PP를 베이스 원료로 하여 전자선 가교와 화학발포제를 이용하여 PP 폼을 제조하는 과정에서 호모 PP를 적용하였으며, 이에 의한 가공성의 저하는 발포제 마스터배치(M/B) 최적화, 압출량 최적화 및 사이드 피딩 시스템을 적용하여 해결하였다. Typical polypropylene (PP) foam is manufactured using random PP, but the mechanical properties of PP foam can be improved when homo PP, which is more crystalline than random PP, is used. However, the increase in the crystallinity of such a material causes various process difficulties in manufacturing the foamed foam by lowering the workability. In this study, homo PP was applied in the process of making PP foam by using electron beam crosslinking and chemical foaming agent using polypropylene which is the most used for automobile interior and exterior materials. The degradation of the workability in the process was overcome by the optimization of electron beam crosslinking process and side feeding systems.

폴리프로필렌/폴리(L-락트산) 블렌드 섬유의 제조와 특성 분석

박경철,김영호,Park, Kyung Chul,Kim, Young Ho 한국섬유공학회 2013 한국섬유공학회지 Vol.50 No.1

Spin draw yarns (SDY) of polypropylene/poly(L-lactic acid) (PP/PLA) blends with various PLA contents were prepared using a commercial pilot spinning apparatus. Melt-quenched PP/PLA blend films were also prepared by melt-pressed the PP/PLA SDY fibers or PP/PLA blend chips at $200^{\circ}C$ and quenched in ice water. Thermal and mechanical properties of the PP/PLA blend fibers and films were analyzed by using a differential scanning calorimeter (DSC), a scanning electronic microscope (SEM), and a universal testing machine (UTM). Results showed that the melting temperature of the PP in the blends was unaffected by PLA blending and that PP and PLA crystallized independently. Although the melt-crystallization temperature increased slightly with increasing the PLA content in PP/PLA blends, the amount of PP crystal was not affected. PLA existed as beads in PP matrix, indicating that PP/PLA blends are immiscible. Tensile tenacity decreased and extension at break increased with increasing PLA content in PP/PLA SDY fibers.

PP/펄프 복합체의 물성에 미치는 말레인산무수물 그래프트 PP의 영향

이종원(Jong Won Lee),김원길(Won Gil Kim),김연철(Youn Cheol Kim) 한국고분자학회 2014 폴리머 Vol.38 No.5

이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 종류에 따라 말레인산 무수물(maleic anhydride, MAH) 함량과 스티렌(SM)/MAH 몰비를 변화시키며 MAH가 그래프트된 PP(MAH-g-PP)를 제조하였다. PP의 종류로는 이소탁틱(isotactic, iPP), 블록(block, bPP), 랜덤(random, rPP)에 대해 용융지수(melt index,MI)가 10 그리고 25 g/10 min이 사용되었고, 개시제로는 dicumyl peroxide(DCP)가 사용되었다. MAH의 그래프트정도는 FTIR을 이용하여 1700 cm-1 근처에서 나타나는 카르보닐기(C=O) 신축진동 피이크의 존재 여부를 통해 확인하였다. 또한 PP/MAH-g-PP/pulp 복합체의 열적특성을 시차주사열용량분석기(DSC)와 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. 복합체의 열적특성에는 큰 차이를 나타내지 않았다. 복합체의 인장특성과 인장시험 후 파단면의SEM을 측정한 결과, MAH-g-rPP를 상용화제로 적용한 경우 인장특성 개선효과가 가장 우수하였다. MAH 함량1.0 wt%, SM/MAH 몰비 1.0, MI = 25 g/10 m인 경우가 최적으로 평가되었다. 복합체의 유변학적 특성은 동적유변측정기를 이용하여 측정하였고, 복소 점도와 전단박하 그리고 함수량의 경우 펄프의 함량에 따라 증가하였다. Maleic anhydride (MAH) grafted polypropylenes (PP) (MAH-g-PP) were prepared by changing MAH contentand styrene monomer (SM)/MAH mole ratio with different type PP, using a twin screw extruder. The types of PP wereisotatic PP (iPP), block PP (bPP), and random PP (rPP) and dicumyl peroxide (DCP) was used as an initiator. The graft degree of MAH was confirmed by the existence of carbonyl group (C=O) stretching peak at 3100 cm-1 of FTIR spectrum. Thermal properties of MAH-g-PP and PP/MAH-g-PP/pulp composites were investigated by DSC and TGA. There was no district change in thermal properties of PP/MAH-g-PP/pulp composites. Based on tensile properties and SEM pictures for fractured surface of PP/MAH-g-PP/pulp composites, MAH-g-rPP was the best as the compatibilizer and optimum formulation was MAH content of 1.0 wt%, SM/MAH mole ratio of 1.0, and melt index (MI) of 25 g/10 min. The rheological properties of the composites were investigated by a dynamic rheometer. The complex viscosity, shear thinning effect, and water uptake incresed with pulp content.

반단면 프리캐스트 패널을 적용한 RC 슬래브의 내화성능 평가

정철헌(Chung Chul-Hun),임초롱(Im Cho-Rong),김현준(Kim Hyun-Jun),주상훈(Joo Sang-Hoon) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 A Vol.30 No.4A

본 연구에서는 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브에 대해서 비재하 상태에서 ISO-834 화재곡선을 적용한 가열시험을 수행하였다. 가열시험시 PP섬유 혼입되지 않은 실험체에서는 콘크리트의 폭렬이 발생되고, PP섬유가 혼입된 실험체에서는 폭렬이 발생되지 않았다. PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 적용한 RC 슬래브의 발생온도는 PP섬유가 혼입되지 않은 경우보다 낮은 수준을 보였다. 화재 가열실험 후 상온상태로 냉각된 RC 슬래브의 극한하중을 평가하기 위하여 3점 휨실험을 수행하였다. 실험결과, PP섬유가 혼입되지 않은 RC 슬래브는 PP섬유가 혼입된 실험체와 비교해 약 32.5%정도 극한하중이 감소하는 결과를 보였다. 또한, PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브의 극한하중은 PP섬유가 혼입된 전두께 RC 슬래브보다 큰 수준을 보였다. 이상의 결과에서 PP섬유의 혼입과 반단면 프리캐스트 패널 적용시 화재에 대한 저항능력이 향상됨을 확인하였다. The fire performance of RC slabs with half-depth precast panel after exposure to the ISO-834 fire standard without loading has been experimentally investigated. During heating, according to the ISO 834 fire curve, concrete spalling was observed for concrete without PP(polypropylene) fibers. No spalling occurred when heating concrete containing PP fibers. The maximum temperature of RC slabs with PP fibers with half-depth precast panel was lower than that of concrete without PP fibers. The ultimate load after cooling of the RC slabs that were not loaded during the furnace tests was evaluated by means of 3 points bending tests. The ultimate load of the RC slabs without PP fibers showed a considerable reduction (around 32.5%) of the ultimate load after cooling if compared with of RC slabs with PP fibers. The ultimate load of the RC slabs with half-depth precast panel with PP fibers is higher than that of a full-depth RC slabs with PP fibers. Also, the addition of PP fibers and the use of half-depth precast panel improve fire resistance.

Improvement of the Wear Resistance of PP using Montmorillonite

김재준,류승훈,오진영 한국고무학회 2022 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.57 No.2

The effects of maleic-anhydride-grafted polypropylene (PP-g-MAH) and montmorillonite (MMT) on the wear resistance of polypropylene (PP) were investigated. The surface of MMT was modified with 3-aminopropyltriethoxysilane, and the interfacial interaction between PP and MMT was improved using PP-g-MAH. Fourier-transform infrared spectroscopy was used to confirm that silane was grafted on the surface of MMT. The Taber abrasion test and scanning electron microscopy were used to determine the wear resistance and observe the surface morphology of PP, respectively, after wear testing. Energy-dispersive X-ray spectroscopy was used to compare the effects of PP-g-MAH and silane modification of MMT on the dispersion of MMT. The results indicated that silane was successfully grafted onto the surface of MMT. Moreover, the wear resistance of PP was improved by the addition of MMT. The wear resistance of PP composites comprising silane-modified MMT and PP-g-MAH was higher than those of other PP composites. This was attributed to silane improving the interfacial interaction between MMT and PP

폴리프로필렌(PP)/셀룰로오스 나노섬유(CNF) 복합체의 CNF 분산특성에 대한 PP 분지화 및 말레인산 무수물 그라프트 영향

김준석,김연철 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1

PP/CNF 복합체의 CNF 분산성 개선을 위해 폴리프로필렌을 분지화 및 말레인산무수물(maleic anhydride, MAH) 그라프트화를 동시에 진행하여 복합체를 제조하였다. 폴리프로필렌 분지화와 MAH 그라프트화를 동시에 진행한 개질 효과를 고찰하기 위해 1) 각각 제조된 분지화 PP와 PP-g-MAH를 용융 블렌드 하는 방법, 2) 분지제와 dicumyl peroxide(DCP) 및 MAH를 반응압출 단계에서 동시에 투입하여 제조한 개질 PP 사용 방법으로 구분하여 PP/CNF 복합체를 제조하였다. 분지제로는 furfuryl sulphide(FS)를 사용하였으며, 개질된 폴리프로필렌 및 PP/CNF 복합체는 이축압출기를 이용하여 다이온도 기준 190°C에서 제조하였다. PP/CNF 복합체의 CNF 함량은 10wt% 고정하였으며, 개질된 PP의 분지화, 카보닐 인덱스(CI) 및 화학구조 분석에는 FT-IR, 점탄성 특성 등을 이용하였다. PP/CNF 복합체의 기계적 물성은 만능시험기(UTM)을 이용하여 측정하였으며, 폴리프로필렌과 CNF의 개면 특성과 분산특성은 SEM-EDS를 통하여 측정하였다.

Effects of polytrimethylene terephthalate on crystallization and melting behavior of beta-polypropylene in the blends

Zhidan Lin,Baofeng Xu,Zixian Guan,Chao Chen 한국공업화학회 2013 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.19 No.3

It has been observed that the formation of b-crystal is suppressed when b-polypropylene (b-PP) is blended with crystalline polymers, but the reason is still uncertain. In this study, we investigated the influence of the crystallization conditions of polytrimethylene terephthalate (PTT), such as melt crystallization, cold crystallization, isothermal crystallization temperature, and crystallization time on the b-nucleation behavior of PP phase in the b-PP/PTT blends. The results showed that the b-crystal content of PP phase in the blends decreases with increasing of PTT content. Cold crystallization of PTT would mainly induce the formation of a-crystal in PP component, whereas melt crystallization would induce the formation of b-crystal PP in their blends. The degree of crystallinity of PTT increases by improving the crystallization temperature or extending the time of crystallization, which leads to the production of more a-crystal in PP component. This means that the second component could inhibit the formation of b-crystal in PP.

실란 열처리 및 PP-g-MAH 첨가가 PP-g-MAH폴리프로필렌(PP)/케냐프 섬유(KF) 펠드 복합체의 상용성에 미치는 영향

유보름,김준석,김연철 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1

PP/KF 펠트 복합체의 상용성 개선을 위해 1) PP-g-MAH 단독 사용과 2) 실란 커플링제( (3-Aminopropyl)tricthoxysilane, APS)/PP-g-MAH를 복합 사용 방법으로 구분하여 PP/KF 5:5 펠트를 처리하였다. 실란 커플링제 처리조건은 이전연구에서 최적의 조건을 나타낸 증류수:에탄올 1:1 부피비 용액에 1wt%로 고정하여 처리하였으며, 130°C에서 2시간 큐어링 스텝(curing step)하였다. PP-g-MAH는 1,3,5,7 wt%를 100ml 자일렌에 용해시킨 후 펠트를 함침시켜 처리하였다. 복합체 시편 제조는 180°C 핫 프레스를 이용하여 제조하였다. KF와 실란커플링제, PP-g-MAH 사이의 화학적 결합은 퓨리에 변환 적외선 분광기(FT-IR)과 X-선 광전자분광분석기(XPS)를 통하여 확인하였다. PP/KF 복합체의 기계적 물성은 만능시험기(UTM)과 아이조드 충격강도시험기(Izod impact test)를 통하여 측정하였으며, 형태학적 특성은 시편 파단면의 주사전자 현미경(SEM)을 통하여 확인하였다.