전기활성 고분자 전극 및 구동기에 관한 실험적 연구

이준만 ( Jun Man Lee ),류상렬 ( Sang Ryeoul Ryu ),이동주 ( Dong Joo Lee ),임정걸 ( Zheng Jie Lin ) 한국복합재료학회 2013 Composites research Vol.26 No.5

고분자 기지에 희석제의 첨가로 CNT 및 CB 입자의 분산성 향상 및 연질의 전극을 만들고자하였다. 희석제, CNT 및 CB 함유량에 따른 연질 전극재료의 전기적 및 기계적 특성을 평가하였다. 전극재료로서 최적의 혼합 조건은 기지 (KE-12)를 기본으로 희석제 80, CNT 3.5 그리고 CB 18 (phr)이었다. 이때의 비저항 값은 73 (Ω·cm)이었고, 인장강도와 인장탄성율 그리고 신장율은 각각 0.45 MPa, 0.21 MPa, 184%였다. 또한 최적화된 전극과 탄성체를 이용하여 간단한 구조의 구동기를 제작하여 그 특성을 평가하였다. 작동 전압 25 kV에서 탄성체 KE-12는 2.24 mm의 변위가 발생되었고, 희석제가 50 (phr) 혼합된 KE-12는 4.05mm의 변위가 발생되었다. 희석제 50 (phr) 혼합된 KE-12는 3M의 4910과 같은 탄성계수를 나타내지만, 더 높은 변위를 보였다. 동일한 재료 (KE-12)의 전극과 탄성체로 제작된 구동기는 피로수명 및 응용에 많은 장점이 있을 것으로 보인다. A thinner is used to improve the multi-walled carbon nano-tube (CNT) and carbon black (CB) dispersion in a polymer matrix and to make a soft electrode. The electrical and mechanical properties of the soft electrodes are investigated as functions of CNT, CB and thinner content. The optimal mixing condition for the electrode is thinner 80, CNT 3.5, CB 18 (phr) on the basis of matrix (KE-12). The specific resistance of that is 73 (Ω? cm), and tensile strength, tensile modulus, and elongation of that is 0.45 MPa, 0.21 MPa, and 184%, respectively. Also, a simple structure of the actuator with an optimized electrode and elastomer is fabricated and its characteristic is evaluated. At the operating voltage 25 kV, the displacement of an elastomer KE-12 is 2.24 mm, and that of an elastomer KE-12 with thinner 50 (phr) is 4.05 mm. It shows a higher displacement compared to that of 3M 4910 which has similar modulus. The actuator made with elastomer and electrode of the same material (KE-12) may have advantages for fatigue life and application.

다중-홉 선박 통신망에서 GAODV 라우팅 프로토콜의 성능 향상 연구

이준만(Junman Lee),조구민(Kumin Cho),윤창호(Changho Yun),강충구(Chung G. Kang) 한국통신학회 2015 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.1

Ethanol/3-methyl-1-butanol계의 기-액평형치 추산

이준만(Lee, Joon-Man),이영세(Lee, Young-Sei) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

Ethanol/3-methyl-l-butanol 계에 대하여 정온하 즉 50, 55, 60, 65, 70, 75 및 80°C에서 2성분 기-액평형측정치를 측정하였다. 측정된 기-액평형치의 액조성과 비휘발도의 대수치와의 관계를 직교좌표에plot하면 직선이 이루어지고 온도변화에 대한 각각의 직선이 평형임을 확인하였다. Ethanol/3-methyl-l-butanol 계에 대한 추산식은 각각의 온도변화에 따라 나타내었고 이식들을 이용하여 추산식을 구하였다. 추산식으로부터 구한 추산치와 측정치를 비교 검토한 결과 Ethanol/3-methyl -l-butanol 계에서는 기상조성의 몰분율은 ±0.00051[-]의 오차 범위에서 잘 일치하는 것으로 나타났고, modified UNIFAC방법은 실측치와 비교한 평균오차는 ±0.0022[-]에서 추산하였다. 따라서 본 연구에서제안한 추산법이 2성분계 기-액평형치를 추산하는 방법으로 타당함을 확인하였다.

나노입자 보강 실리콘 고무복합재료의 전기적 및 기계적 특성에 관한 연구

이준만(Joon Man Lee),류상렬(Sang Ryeoul Ryu),이동주(Dong Joo Lee) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.4

다중벽 탄소나노튜브(CNT), 카본블랙(CB) 및 희석제 함유량에 따른 상온경화(RTV) 실리콘 고무복합재료의 기계적 및 전기적 특성에 대해 연구하였다. CNT의 혼합성 향상을 위해 초음파 분산 후 균질기 및 혼합기가 사용되었다. 또한 기지 속에 CNT의 분산성을 향상시키기 위하여 RTV용 희석제가 사용되었다. 초음파 처리 후 CNT를 기지에 분산시켜 만든 시편은 낮은 전기저항과 높은 인장특성을 갖는 것으로 확인되었다. CNT의 혼합방법 중 균질기와 혼합기의 전기적 특성 차이는 크지 않았다. 탄소 첨가제 중 CNT가 CB의 보다 같은 함유량에서 낮은 전기저항과 높은 인장강도를 보였다. 희석제의 함유량 증가에 따라 보강재와 보강재 사이의 거리가 증가되어 복합재료의 전기저항은 증가하고 인장강도는 감소하는 것으로 보인다. The mechanical and electrical properties of RTV silicone rubber composites were investigated as functions of multi-walled carbon nano tube(CNT), carbon black(CB) and thinner content. For better mixing of the CNT, the homogenizer or the stirrer is used after the ultrasonic dispersion. Also, to improve the CNT dispersion in the matrix, the thinner was used. It is found that the CNT can be dispersed much better after ultrasonic process by showing the low electrical resistivity or high tensile properties for specimens either using the homogenizer or stirrer only. There is no big difference in the CNT mixing degree between the stirrer and the homogenizer mixing in the aspect of the electrical resistance. The composite with the CNT has a low electrical resistances and high tensile strength compared to the case with the CB at the same filler content. It is believed that the electrical resistance of the reinforced composite increases and the tensile strength decreases with the thinner content because the space between fillers increased with increasing thinner content.

나노사이즈 무기분말이 폴리우레탄복합체의 중합 및 열분해반응에 미치는 영향

이준만(Lee, Joon-Man),안원술(Ahn, Won-Sool) 한국산학기술학회 2010 한국산학기술학회논문지 Vol.11 No.3

상온경화 주형용으로 사용되는 상업적 폴리우레탄 수지에 평균 입자크기가 μm 및 nm 크기의 서로 다른 무기물 파우더를 충전하여 만든 폴리우레탄 복합수지의 중합반응 및 분해반응 특성을 살펴보고 기계적물성의 변화를 연구하였다. 중합반응의 경우, 평균입자크기가 약 0.5μm로서 상대적으로 입경이 큰 Ce500 무기분말을 사용한 충전 하는 경우에는 충전량이 많아질수록 최고 반응 속도점의 반응온도는 상대적으로 낮아지는 것으로 나타나는 반면, 나 노두께크기의 MMT 충전제를 사용하는 경우에는 충전 함량에는 큰 차이가 없이 최고반응온도가 높아지면서 반응속 도도 빨라지는 거동을 보였다. 또한 TGA 열중량 시험결과에 대하여 Kissinger method를 이용하여 분석한 결과로서 Ce500-복합체의 경우에는 분해반응의 활성화 에너지가 139.34 kJ/mol이었고 MMT-복합체의 경우에는 91.12 kJ/mol로 나타났으며 이로부터 MMT 분말의 분해촉매 효과를 확인할 수 있었다. 한편, 인장강도는 5phr 정도의 소량 충전함량 에서는 별 변화를 보이지 않으나 그 이상의 함량에서는 MMT가 충전된 샘플의 강도 증가 현상이 뚜렷이 나타났다. Effects of inorganic nano-powders on the polymerization and thermal degradation kinetics as well as the mechanical properties of polyurethane nano-composites were studied by both the measurement of polymerization temperature as a function of time and non-isothermal thermogravimetric analysis (TGA) as well as the Instron test. As the results from polymerization studies, the reaction rates of MMT-filled PU composites were faster than those of Ce500-filled ones, and moreover, the activation energies using Kissinger method for the thermal degradation of composites were calculated as 139.34 kJ/mol for the Ce500-filled PU composites and 91.12 kJ/mol for MMT-filled one, respectivel, exhibiting that MMT nano-powder seemed to be acting as the catalyst for both polymerization and degradation of PU composites. UTM result, however, showed that tensile strength at break of MMT-filled composites was much higher than that of Ce500-filled ones above the concentrations range of 5 phr in the composites.

정온하에서 Ethanol/3-methyl-1-butanol계의 기-액평형치추산

이준만(Lee, Joon-Man),박영해(Park, Young-Hae) 한국산학기술학회 2013 한국산학기술학회논문지 Vol.14 No.4

청정대체 에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오 에탄올의 경제적 생산은 고유가 시대에 있어 매우 중요하 다. 분리공정에서 성공적인 정류탑의 설계에는 정확한 기-액 평형치가 이용된다. 2성분 Ethanol/3-methyl-1-butanol 계 에 대하여 정온하 즉 50, 55, 60, 65, 70, 75 및 80°C에서 2성분 기-액평형측정치를 측정하고, 그 측정치를 이용하여 기액평형치를 추산하는 추산식을 이끌어 내었다. 측정치와 추산치를 비교 검토한 결과 ±0.0005, ±0.0022의 범위 내에 서 잘 일치함을 확인하였다. Recently, an understanding of new sources of liquid hydrocarbons such as bio-ethanol is economically very important. Successful design of distillation columns in a separation process depend on the availability of accurate vapor-liquid equilibrium data. For the binary system of Ethanol/3-methyl-l-butanol mixture, isothermal Vapor-liquid equilibrium data were measured at temperature of 50, 55, 60, 65, 70, 75 and 80°C. An empirical relation to predict Vapor-liquid equilibrium data was obtained from the above measured data. The predicted values are compared with the measured ones to be in a good agreement within accuracy of ±0.0005, ±0.0022.

다중벽 탄소나노튜브 및 카본블랙 함유량이 실리콘 고무복합재료의 기계적 및 전기적 특성에 미치는 영향

이준만(Joon Man Lee),이동주(Dong Joo Lee),류상렬(Sang Ryeoul Ryu),서가울(Ga Wool Seo) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.4

다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 및 카본블랙(CB) 함유량 그리고 배향 처리를 함수로 한 상온가류(RTV) 실리콘 고무복합재료의 기계적 및 전기적 특성에 대해 연구하였다. 시편은 순수상태와 MWCNT를 불규칙 하게 혼합한 경우, 그리고 MWCNT를 배향된 경우로 구분하였다. 고무 속에 포합된 MWCNT를 배향시키기 위하여 고무복합재료의 경화는 자기장 속에서 이루어 졌다. 고무복합재료의 인장 및 압축 탄성율은 MWCNT의 함유량 증가에 따라 순수 고무 그리고 동일량의 CB가 보강된 상태에 비해 증가하였다. 배향된 경우가 불규칙 혼합의 경우에 비해 같은 MWCNT 함유량에서 탄성율이 높았다. 표면 및 체적 전기저항은 순수고무에서 MWCNT의 함유량 증가에 따라 감소하였다. 반면에 MWCNT의 함유량 증가에 따라 CB 보강고무에서는 전기저항이 증가하였다. The mechanical and electric properties of RTV silicone rubber composite were investigated as functions of carbon nano tube(MWCNT) content, carbon black(CB) content and fillers orientation. The specimens consisted of pure rubber, and filled silicone rubber with randomly dispersed and aligned MWCNT. To align the embedded MWCNTs in the rubber, the cross-linking of rubber composites took place in a magnetic field. The tensile and compressive moduli of rubber composites increase with increasing MWCNT content when compared to the pure rubber and the filled rubbers with same amount of CB. The case with MWCNT orientation shows a high modulus compared to the case with random dispersion at the same MWCNT content. The electrical resistances of surface and volume decrease with increasing MWCNT content for the pure rubber. On the other hand, the electrical resistance increases with increasing MWCNT content for the CB filled rubber.

Acetone/Methanol계 공비물의 추출증류를 위한 최적 Entrainer 선정

이준만 ( Joon Man Lee ),안원술 ( Won Sool Ahn ) 한국공업화학회 2008 공업화학 Vol.19 No.5

다중-홉 선박 통신망에서 확률 기반의 지향성 라우팅 프로토콜

이준만(Junman Lee),조구민(Kumin Cho),윤창호(Changho Yun),강충구(Chung G. Kang) 한국통신학회 2015 韓國通信學會論文誌 Vol.40 No.5

전기활성 고분자 전극용 탄소입자 강화고무의 전기적 및 기계적 특성

이준만(Jun Man Lee),류상렬(Sang Ryeoul Ryu),이동주(Dong Joo Lee) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.12

다중벽 탄소나노튜브 (CNT), 카본블랙 (CB) 그리고 희석제의 함유량에 따른 상온경화형 실리콘 고무복합재료의 전기적 및 기계적 특성에 대해 연구하였다. 기지 내에 CNT 및 CB의 분산을 향상시키기 위해서 희석제를 사용하였다. CNT 강화 복합재료의 전기적 및 기계적 특성은 같은 함유량의 CB이 강화된 복합재료에 비해 향상되었다. 희석제의 함유량이 80phr일 때, 복합재료의 전기저항은 CNT 함유량 증가에 따라 크게 감소하였고, CNT 2.5phr에서 접촉점 포화현상을 보였다. 희석제 함유량 증가에 따라 전도성 입자들의 분산은 향상되었지만, CB의 무게비 감소로 임계 CB 함유량은 증가하였다. 희석제의 함유량 증가로 많은 CNT와 CB의 혼합이 가능하므로 유연하면서 전기적 특성이 우수한 전극의 제작이 가능하다고 판단된다. The electrical and mechanical properties of room temperature vulcanized (RTV) silicone rubber composites are investigated as functions of multi-walled carbon nanotube (CNT), carbon black (CB), and thinner content. The thinner is used to improve the CNT and CB dispersion in the matrix. The electrical and mechanical properties of the composite with CNT are improved when compared to the composite with CB at the same content. As the thinner content is 80 phr, the electric resistance of the composite decreases significantly with the CNT content and shows contact point saturation of CNT at 2.5 phr. As the thinner content increases, the dispersion of conductive particles improves; however, the critical CB content increases because of the reduction in the CB weight ratio. It is believed that an electrode that needs good flexibility and excellent electrical properties can be manufactured when the amount of CNT and CB are increased with the thinner content.