상용성이 개선된 접착 증진제의 합성 및 이를 함유한 자외선 경화형 접착제의 특성분석

박정현,원종우,김주열,윤유정,권오형,황진상 한국접착및계면학회 2018 접착 및 계면 Vol.19 No.4

본 연구에서는 상용성이 개선된 접착 증진제를 개발하기 위해 malenized polybutadiene과2-hydroxyethyl acrylate(HEA)의 반응을 통해 다양한 함량의 아크릴레이트 반응기와 carboxylic acid가 도입된 접착 증진제(PBCA)를 합성하였다. 합성된 접착 증진제는 maleic anhydride의 개환 반응을 통해 도입된 아크릴레이트 반응기와 carboxylic acid의 함량, 그리고 접착 증진제의 첨가량을 달리하여 접착 필름을 제조하고 제조된 접착 필름의 표면 특성, 접착력 등의 기계적 특성과 흡습 특성 등의 변화를 확인하였다. 접착 증진제의 분자 내에 도입된 carboxylic acid의 함량이 증가할수록 접착 필름의 접착력은 증가하는 경향을 보였으며, 기존의 상용화된 접착 증진제와 비교하여 기계적 물성 또한 개선됨을 확인하였다. 특히, 분자 내에 소수성의 폴리부타디엔 주쇄와 친수성의 maleic anhydride 및 carboxylic acid가 동시에 존재함으로 인해 다양한 친수성 및 소수성 재료와의 상용성이 대폭 개선되었음을 확인하였다.

에폭시 접착제의 탄소나노튜브 함량과 경화시 습도 변화에 따른 GFRP 및 CFRP의 접착강도 변화 평가

박희웅 ( Hee-woong Park ),김종현 ( Jong-hyun Kim ),박종만 ( Joung-man Park ) 한국접착및계면학회 2022 접착 및 계면 Vol.23 No.1

풍력블레이드가 대형화되면서 유리섬유 복합재료(GFRP)와 탄소섬유 복합재료(CFRP)를 혼용하여 제작하고 있고, 이 때 두 가지 이종재료 간의 접착특성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 에폭시 접착제 내 탄소나노튜브 함량 및 경화 시 습도의 차이에 따른 접착강도의 변화를 평가하였다. 탄소나노튜브의 함량이 다른 에폭시 접착제를 활용하여 GFRP와 CFRP를 접착하였고, 경화 시 습도에 따른 특성의 변화를 알아보기 위해 접착강도를 평가하였다. 탄소나노튜브 함량에 따른 변화를 알아보기 위해 접착제에 들어가는 탄소나노튜브의 함량을 0, 0.1, 0.3, 0.5, 1 wt%로 나누어 단일랩 전단 시험을 진행하였고, 습도 조건에 따른 변화를 확인하기 위해 항온항습기로 습도를 20, 50, 80% 조건으로 나누어 접착제를 경화시킨 후 단일 랩 전단 시험을 진행하였다. 실험결과 에폭시 접착제에 탄소나노튜브를 넣음으로써 접착특성이 향상됨을 확인하였지만 함량이 과도하게 많을 때에는 접착력이 줄어드는 것을 확인하였다. 또한 습도가 증가할수록 접착특성이 변하지 않음을 확인할 수 있었다. As the wind blades become larger, they tend to be made by mixing glass fiber and carbon fiber, and it is important to increase the properties of the adhesive which adheres the two materials. The physical properties of the adhesive vary depending on the content of the additive and curing conditions. In this study, the change in adhesion strength with the difference between the CNT (Carbon Nanotube) content of the epoxy adhesive and the humidity during curing was evaluated. GFRP and CFRP specimens were prepared and adhered using an epoxy adhesive, and to examine changes in characteristics with carbon nanotube contents and with the humidity during curing of the epoxy adhesive, adhesion strength was evaluated by dividing the difference between carbon nanotube content and humidity. To find out the change with the CNT contents, the intelaminar shear strength (ILSS) test was performed by dividing the contents of the CNT into 0, 0.1, 0.3, 0.5, and 1 wt%, and to confirm the change with the humidity conditions, the adhesive was cured by dividing the humidity by 20, 50, and 80%. From the result of the experiment, the adhesive force decreased when the content was excessively large, although the adhesive property was enhanced by adding CNT to the epoxy adhesive. In addition, it was confirmed that the adhesion characteristics were not changed as the humidity increased.

열처리 조건에 따른 목재의 계면과 기계적 물성 및 돌침대용 석재/목재간 접착제에 따른 접착력 평가

권동준 ( Dong Jun Kwon ),신평수 ( Pyeong Su Shin ),최진영 ( Jin Yeong Choi ),문선옥 ( Sun Ok Moon ),박종만 ( Joung Man Park ) 한국접착및계면학회 2015 접착 및 계면 Vol.16 No.2

돌침대에 사용되는 석재의 무게를 줄여 경량화를 추구하려면 석재의 두께를 줄이고 보강재료로 석재의 강도를 유지해야 한다. 본 연구에서는 돌침대용 석재/목재 보드 개발에 대한 연구를 진행하였다. 돌침대에 삽입될 돌의 무게를 줄이기 위해 석재와 목재를 접합하였다. 목재의 강도 향상과 표면개질을 위하여 열처리 조건에 따른 목재의 물성변화를 관찰하였다. 대기 조건에서 열처리한 목재의 경우 고온의 온도에 따라 목재의 강성이 높아졌다. 열처리 최적조건은 표면에너지와 인장, 굴곡 강도변화 경향을 바탕으로 100℃ 조건임을 확인하였다. 석재와 목재간 높은 접착력을 확보하기 위해 최적의 접착제 조성을 연구하였다. 아민계 에폭시 접착제, 폴리우레탄(PU)계 접착제, 염화고무계(CR) 접착제 마지막으로 염화비닐초산계 접착제에 따른 석재와 목재간 랩 전단실험을 진행하였다. 랩 전단 실험 후 파단면을 관찰해볼 때에폭시 접착제를 이용할 때 목재 기지의 인열 파괴가 발생되었다. 접착면에서의 전단력이 목재 자체의 파괴 강도보다 높다는 결과를 바탕으로 최적의 접착제 조건이 에폭시계 접착제임을 확인할 수 있었다. Stone board for the rock bed was needed to reduce weight using thin thickness and reinforced materials. In this work, stone/wood board for rock bed was studied. Stone and wood were attached to reduce total weight of stone for rock bed. For reinforcing wood heat treatment method was used to change surface and mechanical properties. Mechanical strength of heat treated wood increased more than neat condition. The optimum heat treatment condition was set on 100℃ under tensile, flexural loads whereas surface energy was also obtained by contact angle measurement. Optimum adhesive condition was to get the maximum adhesion between stone and wood. Lap shear test was performed for stone/wood board with different adhesives such as amine type epoxy, polyurethane, chloro-rubber and vinyl chloride acetate type. Fracture surface of lap shear test was shown at wood fracture part on stone using amine type epoxy adhesive. It was found that for high adhesion between stone and wood the optimum adhesive was epoxy type for the rock bed.

나노 또는 마이크로 입자의 전사를 이용한 건식 접착제의 제조 및 특성 분석

유민지 ( Min Ji Yu ),( Minh Canh Vu ),한석진 ( Sukjin Han ),박재홍 ( Jae Hong Park ),김성룡 ( Sung-ryong Kim ) 한국접착및계면학회 2019 접착 및 계면 Vol.20 No.1

본 연구에서는 마이크로 또는 나노 입자 형상을 폴리디메틸실록산 (PDMS)에 전사시켜 건식 접착제를 제조하고 특성에 대하여 고찰하였다. 20 nm, 40 nm, 70 nm의 직경을 가지는 구리 나노 입자 형상과 5um의 직경을 가지는 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA) 마이크로 입자 형상을 전사시켜 PDMS 건식 접착제를 제조하였다. 입자의 종류 및 크기가 변화함에 따라 건식 접착제의 기계적 특성, 인장 접착강도,표면 형상,접촉각,광학적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 20 nm 직경을 가지는 구리 나노 입자를 전사시켜 얻은 건식 접착제는 bare PDMS 필름에 비하여 300% 이상 향상된 인장 접착강도를 가졌다. 나노 입자를 전사시켜 얻은 큰 표면적 건식 접착제 구조가 높은 인장 접착강도를 부여하는 원인으로 추정된다. 본 연구결과는 나노 입자를 전사시키는 방법이 PDMS 건식 접착제의 제조에 있어 쉽고 효과적임을 시사한다. In this study, the micro- and nano-particles were used and their shapes were transferred into the polydimethylsiloxane (PDMS) film to fabricate the dry adhesives and their properties were investigated. The Ca nanoparticles of the sizes of 20 nm, 40 nm and 70 nm and the polymethylmethaaylate (HVIMA) beads of the size of 5um were used to transfer their images and the resultant properties of the dry adhesives were compared. The effects of particle size and materials on the mechanical property, tensile adhesion strength, light transmittance, surface morphology, water contact angle were studied. The dry adhesives obtained from the transfer process of Ca nanoparticles with the size of 20 nm resulted in the enhancement of tensile adhesion strength more than 300% compared to that of the bare PDMS. The formation of nanostructure of large surface area on the surfece of the PDMS film by the Ca nanoparticles may responsible for the improvement. This study suggests that the use of nanoparticles daring the fabrication of PDMS dry adhesives is easy and effective and could be applied to the fabrication of the medical patch.

옻과 아교를 이용한 토기 복원용 천연접착제 제조 및 특성 분석

김은경 ( Eun Kyung Kim ),박대우 ( Dae Woo Park ),장성윤 ( Sung Yoon Jang ) 한국접착및계면학회 2013 접착 및 계면 Vol.14 No.3

본 연구에서는 합성수지 접착제를 대체하여 토기 유물에 활용할 수 있는 천연접착제를 개발하기 위해 옻과 아교를 배합하여 시료를 제조하였고 이에 대한 구조적?물리적 특성을 분석하였다. 구조분석 결과 옻에 배합하는 아교의 비율이 높아질수록 carbonyl (C=O), amine (N-H), aromatic (C=C) 결합이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 제조한 천연접착제를 합성수지 접착제와 비교하였을 때 낮은 접착강도를 가진 Paraloid B-72부터 높은 접착강도의 Araldite rapid type에 상응하는 다양한 점도와 접착강도를 가지고 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 하여 향후 체계적이고 심화된 분석이 이루어 진다면 훼손된 토기 유물의 접착 및 복원을 위한 친환경 천연접착제의 실용화가 가능할 것으로 사료된다. This study investigated the natural adhesives for ceramics conservation that can be used as a substitution for synthetic resins. Samples were prepared by mixing lacquer with animal glue and the structure and adhesion properties of the samples were analyzed. The structure analysis with FT-IR showed that carbonyl (C=O), amine (N-H) and aromatic (C=C) bonds are increased by adding animal glue on lacquer. Comparing to the viscosity and tensile strength of the sample to the Paraloid B-72 and Araldite rapid type, these natural adhesives can be a substitution for the synthetic resins. Through methodical and intensive study, we expect practical uses of this eco-friendly natural adhesives for ceramics conservation.

폐양모/폴리프로필렌 복합재료의 기계적 특성 및 충격강도에 미치는 폐양모섬유의 알칼리처리 또는 실란처리 영향

김기현 ( Kihyun Kim ),조동환 ( Donghwan Cho ) 한국접착및계면학회 2017 접착 및 계면 Vol.18 No.3

천연섬유강화 복합재료에서 여러 가지 섬유표면 개질을 통해서 천연섬유와 고분자매트릭스 사이에 계면접착과 복합재료 특성을 향상시키고자 하는 많은 연구 노력이 있었다. 본 연구에서는 폐양모섬유 강화 폴리프로필렌 매트릭스 복합재료를 압축성형공정 방법으로 제조하였고, 그들의 기계적 특성 및 충격 특성을 분석하였다. 그 결과, 폐양모/폴리프로필렌 복합재료의 인장 및 굴곡 특성 그리고 충격강도는 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 알칼리처리와 3-glycidylpropylsilane(GPS)을 이용한 실란처리와 같은 처리매체에 크게 의존하였다. 실란처리를 한 폐양모섬유를 포함한 복합재료는 알칼리처리를 한 폐양모섬유를 포함한 것보다 더 우수한 기계적 특성과 충격저항성을 나타내었다. 복합재료 파단면은 특성 증가가 폐양모섬유와 폴리프로필렌 매트릭스 사이에 계면결합의 향상에 의한 것임을 정성적으로 뒷받침해주었다. In a natural fiber-reinforced composite material, many studies have been devoted to improving the interfacial adhesion between natural fiber and polymer matrix and the composite properties through various fiber surface modifications. In the present study, waste wool-reinforced polypropylene matrix composites were fabricated by compression molding and their mechanical and impact properties were characterized. As a result, the tensile and flexural properties and the impact strength of waste wool/polypropylene composites strongly depended on the treatment medium, alkali treatment with sodium hydroxide (NaOH) and silane treatment with 3-glycidylpropylsilane(GPS). The composite with waste wool by silane treatment exhibited higher mechanical properties and impact resistance than that by alkali treatment. The fracture surfaces of the composites support qualitatively the increased properties, showing the improved interfacial bonding between the waste wool and the polypropylene matrix.

이성분계 혼합 폴리우레탄 수분산체의 제조 및 접착 특성 연구

김은지 ( Eun Ji Kim ),백인규 ( In Kyu Park ),박재형 ( Jae Hyung Park ) 한국접착및계면학회 2018 접착 및 계면 Vol.19 No.1

본 연구는 선처리제 공정을 생략하고 우수한 접착 특성을 가지는 합성피혁용 스킨(skin) 수지제조에 관한 것으로 이성분계 혼합 폴리우레탄 수분산체를 제조하여 이에 대한 선처리제(primer)를 생략한 접착 시편의 접착특성을 평가하는 것이다. 이성분계 혼합 폴리우레탄 수분산체의 제조는 에스터(ester)계 폴리우레탄 수지(PU-T)와 카보네이트(carbonate)계 폴리우레탄 수지(PU-C)를 각각 합성하고 이를 배합함으로써 최종 수지를 얻었다. 선처리제를 생략한 접착시편의 접착강도 측정결과, 우수한 상태접착강도 (Ethylene vinyl acetate(중창): 4.2 kg_f/cm, 고무(겉창) : 4.4 kg_f/cm)를 가짐을 확인할 수 있었다. 이는 신발 제조 공정에서 필수불가결하게 사용되었던 선처리제(primer) 공정을 생략가능하게 함으로써 공정의 단축과 선처리제(primer)에서 발생되는 휘발성유기화합물 (VOCs)의 감소를 가져와 친환경적인 장점을 지닌다. The purpose of this study is to evaluate the adhesive properties of polyurethane mixed aqueous dispersions by omitting the primer, dealing with the preparation of skins for synthetic leather with excellent adhesion by omitting the pre-treatment process. The two-component mixed polyurethane water dispersion was prepared by synthesizing an ester-based polyurethane resin (PU-T) and a carbonate-based polyurethane resin (PU-C) to obtain the final resin. As a result of measuring the peel strength of the adhesive specimens omitting the pre-treatment agent, it was confirmed that the state adhesive strength (ethylene vinyl acetate (middle): 4.2 kg_f/cm and rubber (outsole): 4.4 kg_f/cm) there was. This makes it possible to omit the pre-treatment process which has been indispensably used in the shoe manufacturing process, thereby reducing the process time and reducing the amount of volatile organic compounds (VOCs) generated in the pre-treatment product, resulting in environmentally advantageous.

유도가열에 의한 폴리우레탄 핫멜트 접착제의 열적 거동 및 접착특성 연구

전호균,박현주,이지은,이종환,오상택 한국접착및계면학회 2018 접착 및 계면 Vol.19 No.4

In this study, a polyurethane hot melt adhesive was synthesized and metal particles sensitive to induction heating were added to produce an induction heating melt adhesive. The thermal behavior and adhesion characteristics of metal particles were investigated according to the kind, size and induction heating conditions. Among the various metal particles, induction heating efficiency was the best when nickel and iron were applied. Induction heating efficiency increased with decreasing metal particle size. In addition, the strength of the induction heating power of the adhesive was high and the adhesive strength was improved as the adhesive thickness was thinner.

플라즈마 표면처리에 의한 Silk/PLA 바이오복합재료의 계면접착

추보영,권미연,이승구,조동환,박원호,한성옥,Chu, Bo Young,Kwon, Mi Yeon,Lee, Seung Goo,Cho, Donghwan,Park, Won Ho,Han, Seong Ok 한국접착및계면학회 2004 접착 및 계면 Vol.5 No.4

견섬유와 폴리라틱산(PLA) 사이의 계면접착 특성을 향상시키기 위하여 천연섬유 표면을 아르곤과 에틸렌 플라즈마로 각각 처리하였다. 플라즈마 표면처리 후, 견섬유의 표면 모폴로지와 접착이 크게 변화하였다. 다음의 여러 플라즈마 처리조건이 본 연구에 사용되었다: 10, 25, 50 그리고 150 W의 전력, 1, 3, 5, 7 그리고 10분의 처리시간 및 10과 50 sccm의 가스흐름속도, 플라즈마 처리된 Silk/PLA 바이오복합재료의 계면전단강도는 단섬유 micro-droplet debonding 시험방법으로 측정하였다. 결과는 Silk/PLA 바이오복합재료의 계면접착을 향상시키기 위한 최적의 플라즈마 처리 조건을 제공하여 주었다. Silk fibers were subjected to argon and ethylene plasma treatments in order to improve the interfacial adhesion with polylactic acid (PLA). After the plasma surface treatment, the surface morphology and surface adhesion of silk fibers to the PLA resin were largely changed. Various plasma treatment conditions were used in this work: 10, 25, 50, 100 and 150 W of electric power, 1, 3, 5, 7 and 10 minutes of treatment time, and 10 and 50 sccm of a gas flow rate. The interfacial shear strength of plasma-treated Silk/PLA biocomposites was measured by a single fiber micro-droplet debonding test method. The result provided an optimal plasma treatment condition to obtain the improved interfacial adhesion in the Silk/PLA biocomposites.

3-Isocaynatopropyl Triethoxy Silane이 PU 접착제에 미치는 영향

주홍희 ( Hong Hee Ju ),정의습 ( Eui Sub Jang ),박찬영 ( Chan Young Park ),이원기 ( Won Ki Lee ),김태균 ( Tae Kyun Kim ),천제환 ( Jae Hwan Chun ) 한국접착및계면학회 2013 접착 및 계면 Vol.14 No.1

폴리우레탄 접착제의 내가수 분해성 향상을 위하여 실란 커플링제를 첨가하여 특성을 고찰 하였다. 실란 커플링제는 사슬 내에 2종 이상의 다른 기능성기를 가지고 있는 3-isocyanatopropyl triethoxy silane (ITS)을 사용하였는데 일반적으로 고분자와 무기, 유기 또는 금속소재와의 복합계에서 계면결합으로 접착성 개선을 가져올 수 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 접착제 제조에서 ITS의 양을 0, 0.3, 0.5, 0.7 및 1 wt%로 첨가하여 샘플을 제조하고 가사시간, modulus, 내열성 및 접착력을 평가하였다. ITS가 첨가된 샘플은 대부분의 물성에서 우수한 특성을 나타내었다. To improve hydrolytic stability of polyurethane (PU) adhesives, a silane coupling agent (SCA) was added. 3-Isocyanatopropyl triethoxy silane (ITS) as a SCA has two functional groups in the main chain and it is used to improve an interfacial interaction between polymer and inorganic material or metal. In this study, PU adhesives with different amounts of ITS from 0 to 1 wt% were synthesized. Pot time, modulus, thermal stablilty, and adhesive force of the obtained samples were measured. The results showed that the adhesives with ITS showed better properties than that of pure one.