대나무섬유-열가소성 폴리우레탄 복합체의 특성 연구

김승현 부산대학교 일바대학원 2019 국내석사

고강도 및 물성을 요구하는 제품에서 기존의 합성섬유와 고분자 수지로 제조되는 고분자 복합재료는 폐기되었을 경우 분해되지 않아 환경오염을 초래하는 원인중 하나가 되어, 보강재로 쓰이는 섬유를 자연에서 풍부하게 얻을 수 있는 친환경섬유가 큰 관심을 받고 있다. 하지만 천연섬유와 고분자 수지간의 상용성 저하로 물성이 저하되며, 이를 개선하기 위해 알칼리처리, 전자빔, 등의 방법을 이용하여 섬유를 개질하지만, 이러한 방법은 습식 방법이거나 높은 공정 또는 장비비용이 동반되는 등 응용상의 어려움을 지니고 있어 공정이 단순하면서 복합재료의 물성을 향상시킬 수 있는 방법이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 섬유의 개질 없이 매트릭스로 극성 고분자인 열가소성 폴리우레탄을 사용하여 상용성을 개선시킬 때 나타나는 물성효과를 확인하기 위해 실험을 진행하였다. 대나무섬유 함량을 5phr씩 증량시키며 실험을 진행하였고, 그 결과 섬유 함량이 증가할 때 인장강도는 감소하였지만, 100%,300% 모듈러스가 증가되는 경향을 나타냈다. 파괴신율은 다른 물성에 비해 상대적으로 많이 감소되지 않았으며, 인열강도는 15phr에서 최고점을 확인하였다. 수분 흡수율과 접촉각은 섬유 함량이 높아질수록 친수성기 증가로 인한 수분 친화성이 높아지는 것을 확인할 수 있었으며, 열 가속 노화 특성은 섬유 함량이 증가하였을 때 열에 의한 물성변화율이 개선되는 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 열가소성 폴리우레탄의 열 노화 특성을 개선시키거나, 향후 극성 고분자 섬유강화 복합재료 제조 연구 및 제조공정 단축으로 인한 제품의 단가 절감 연구에 이바지할 것으로 기대된다.

아크릴로니트릴 합성용 방사성촉매 폐기물의 소결처리 방법에 관한 연구

최현일 부산대학교 2020 국내석사

아크릴로니트릴은 ABS/SAN 수지, 아크릴섬유, 아크릴아마이드, NBR, NB-Latex, 아디포니트릴 제조에 사용되며 이 물질들은 고분자 사업에 유용하게 사용되고 있다. 아크릴로니트릴을 생산하는 과정에서 우라늄 화합물이 함유된 방사성물질인 몬산토 촉매(MAC-3)가 사용되어 왔다. 우라늄 화합물이 함유된 몬산토 촉매는 일반적으로 1-50 % 정도의 감손우라늄과 40-90 % 정도의 실리카, 그리고 안티몬과 몰리브덴, 비스므스 및 철 등의 산화물이 화합물 형태로 결합되어 있다. 사용이 끝난 폐촉매의 처리 방법으로는 폐촉매를 원자력안전법에서 정한 방사성폐기물 인도 기준에 맞도록 시멘트와 같은 안정된 물질로 고화해서 방사성폐기물 처분장에 인도하거나 폐촉매에 함유된 우라늄을 분리한 후 고화하는 방법이 있을 수 있다. 폐촉매에는 각종 타르와 슬러지가 포함되어있기 때문에 부피감용화를 진행하여야 한다. 부피감용화를 거친 폐촉매는 크게 두 가지로 구분되는데, 질산을 사용한 부피감용 공정으로부터 생성되는 미용해 고형분과 400-500℃로 열처리하여 생성되는 열분해 고형분이 있다. 만약 부피감용화 과정을 거치지 않고 고화하는 경우에는 방사 성폐기물의 양이 증가하게 되므로 부피감용화를 한 후 고화하는 방법이 유용한 방법으로 판단된다. 또한, 폐촉매를 부피감용 한 고형분에는 Sb₂O₃ 가 함유되어 있는데, 이는 방사성폐기물 인도규정에서 정하는 유해물질로서 방사성폐기물 처분장에 인도가 불가능하므로 이를 제거 또는 인도 기준에 적합한 물질로 변화시켜야만 한다. 따라서 본 연구에서는 폐촉매를 처리하여 방사성폐기물의 부피를 줄이면서 고화하는 방법으로 부피감용 처리를 한 폐촉매를 분말화하여 이를 성형하고, Sb₂O₃를 변화시키는 방법으로 부피감용 된 폐촉매에 열을 가하여 소결처리 하는 실험을 통해 소결체의 고화 특성 및 Sb₂O₃ 의 변화를 분석하였다. 이와 같이 폐촉매의 처리 과정을 통해 방사성폐기물의 부피감용률을 분석한 결과 평균적으로 34.32% 의 부피감용을 확인하였으며, 폐촉매에 포함된 유해성 물질이 소결 단계에서 Sb₂O₃ 의 변화를 XRD를 통하여 방사성폐기물의 고화체 기준에 만족하는 것을 확인하였으며, 부피감용을 통하여 폐기물 처리 비용을 크게 줄일 수 있다는 사실을 확인하였다.

디스플레이용 acid-free 아크릴 점착제의 내부식성 향상에 관한 연구

최현성 부산대학교 대학원 2023 국내석사

Optically Clear Adhesives(OCAs) are one of the means for attaching key components of a display panel. In particular, acrylic polymers are good candidates for an OCAs because they have excellent transparency when they were cured thermally or UV. Most of them contain carboxyl group in the OCAs component to improve adhesion properties. However, when components of a display panel are attached using OCAs, there is a problem of corrosion by acid, so continuous research has been conducted to replace it. In this study, acid-free acrylic PSAs were synthesized to prevent corrosion of display and cross-linking agents was applied to improve adhesion properties. First, select the N-vinyl pyrrolidone(NVP) to replace acrylic acid and adjusting the monomer composition. Then we applied three cross-linking agents to improve adherence. Synthesized OCAs were characterized by GPC, solid content, viscosity. As the NVP content increases, the molecular weight decreases because of the hydrophobicity. Evaluated transmittance, 180⁰ peel strength, and shear strength. UV-cured OCAs films were placed in a chamber at a temperature of 50°C and a humidity of 80% for 6 weeks to investigate the corrosion resistance under hygro-thermal conditions. The color change of copper foil was observed to evaluate the effect of acidic components on corrosion resistance. When NVP content was 15 wt%, it had highest peel strength. If over then 20 wt%, stick slip phenomena was observed. Although the carboxyl group does not exist, the polarity is increased due to amide group. The polarity of amide group increases although carboxyl group did not exist. Therefore, corrosion of copper foip was increased as NVP content increased. OCA(Optical Clear Adhesives)는 디스플레이 패널의 핵심 부품을 부착하는 수단 중 하나이다. 특히, 아크릴계 고분자는 열 경화 또는 UV 경화 시 투명성이 우수하기 때문에 OCA의 좋은 후보가 된다. OCA는 물성 향상을 위해 carboxyl group이 포함된 아크릴레이트를 사용하여 점착제를 제조하고 있다. 그러나 carboxyl group이 포함된 아크릴레이트를 OCA에 사용할 경우 디스플레이 부품이 산에 의한 부식의 문제가 있어 이를 대체하기 위한 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 디스플레이의 부식을 방지하기 위한 acid-free 아크릴 점착제 제조 및 점착 특성 향상을 위한 가교제 적용 연구를 진행하였다. 먼저 acrylic acid를 대체하기 위해 N-vinyl pyrrolidone(NVP)을 선정하고 함량 조절을 진행한 후 가교제 변경을 통해 특성을 평가하였다. 합성된 아크릴 prepolymer의 특성분석을 위해 GPC, 고형분, 점도를 측정하였고 NVP의 함량이 증가할수록 소수성이 증가하여 분자량이 낮게 나타났다. 제조된 점착 필름의 투과도, 박리강도, 전단 유지력과 같은 물성을 평가하였다. 제조된 점착 필름의 부식특성 평가를 위해 동박에 필름을 부착한 후 온도 50°C, 습도 80%의 항온항습기에 6주 동안 습열조건에서 놓아두고 동박의 색상 변화를 관찰하였다. NVP 10 wt%에서 가장 높은 박리강도를 가졌으며 NVP가 20 wt% 이상에서 높은 응집력으로 인해 stick slip 현상이 발생하였다. Carboxyl group이 존재하지 않더라도 amide group의 극성의 증가로 NVP 함량이 증가함에 따라 장기적인 관점에서 동박의 부식을 유발할 수 있음을 확인하였다.

Synthesis and Characterization of Acrylic Pressure Sensitive Adhesives for Fixing Battery Packs in Electric Vehicles

마흐무드 엠디 레아즈 부산대학교 대학교 2022 국내석사

The acrylic pressure sensitive adhesives (PSAs) have good adhesion properties and can adhere to different substrates, which makes them a good candidate for use in electric vehicles for fixing battery packs. But it has some limitations, as general PSAs have very low glass transition temperatures (Tg) and low impact resistance. To increase these properties, we adopted two techniques in this study. First, the feed composition of monomers 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA) and acrylic acid (AA) was changed, where AA feed compositions were 5-15%. Then curing agents containing epoxy and isocyanate groups react with the carboxylic group to produce the crosslinking structure. The highest Tg and thermal properties were observed in the copolymer composition where 15% of AA and 1 wt% of epoxy curing agent were used. However, the lowest peel strength was observed for this composition because of the high crosslinking density. Furthermore, three generic PSAs were synthesized from 2-ethylhexyl acrylate (2-EHA), acrylic acid (AA), isobornyl acrylate (IBXA) and hydroxyethyl methacrylate (HEMA) in this study by adjusting the monomer feed ratio to keep the glass transition temperature below -32 °C. In addition, to reduce Tg, we utilized epoxy crosslinkers. Because adhesion properties decreased as the glass transition temperature increased, we utilized three types of tackifiers to improve adherence. Finally, impact modifiers were used to investigate the compatibility in acrylic PSA. The acrylic copolymers and modified PSAs were characterized by FT-IR, H-NMR, DSC, TGA, contact angle, 180⁰ peel strength, shear holding power and impact resistance tests to determine adhesion properties. 아크릴 압력감응성 점착제(PSA)는 접착력이 우수하고 다양한 기판에 접착할 수 있어 전기 자동차에서 배터리 팩 고정용으로 사용하기에 적합합니다. 그러나 일반 PSA 는 유리전이온도(Tg)가 매우 낮고 내충격성이 낮아 몇 가지 한계가 있습니다. 이러한 특성을 증가시키기 위해 우리는 이 연구에서 두 가지 기술을 채택했습니다. 먼저, 단량체 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA) 및 아크릴산(AA)의 공급 조성을 변경했으며, 여기서 AA 공급 조성은 5-15%였습니다. 그런 다음 에폭시 및 이소시아네이트기를 함유한 경화제가 카르복실기와 반응하여 가교 구조를 생성합니다. AA 15%와 에폭시 경화제 1wt%를 사용한 공중합체 조성물에서 Tg 와 열적 특성이 가장 높게 나타났습니다. 그러나, 높은 가교 밀도 때문에 이 조성물에 대해 가장 낮은 박리 강도가 관찰되었습니다. 또한, 이 연구에서는 유리 전이 온도를 -32°C 이하로 유지하기 위해 단량체 공급 비율을 조정하여 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA), 아크릴산(AA), 이소보르닐 아크릴레이트(IBXA) 및 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)로부터 3 개의 일반 PSA 를 합성했습니다. 또한 Tg 를 줄이기 위해 에폭시 가교제를 사용했습니다. 유리전이온도가 증가함에 따라 접착력이 감소하기 때문에 접착력을 향상시키기 위해 3 가지 유형의 점착제를 사용하였습니다. 마지막으로 충격 보강제를 사용하여 아크릴 PSA의 호환성을 조사했습니다. 아크릴 공중합체 및 변형된 PSA 는 FT-IR, H-NMR, DSC, TGA, 접촉각, 180⁰ 박리 강도, 전단 유지 및 내충격성 시험을 통해 특성을 분석하여 접착 특성을 결정했습니다.

사슬 연장제의 길이에 따른 자동차 내장섬유소재용 수분산 폴리우레탄 접착제의 특성 연구

박다원 부산대학교 대학원 2022 국내석사

Despite the fact that various environmentally friendly processes have been developed through the implementation of policies that strengthen environmental regulations, to date, most textile material manufacturers in domestic still apply solvent-type adhesives in the manufacturing process of synthetic leather. However, due to the growing awareness of dangerous substances and the growing demand for environmentally-friendly products due to regulations by major overseas companies, water-based adhesives are being replaced. In the case of water-based adhesives for textile materials currently on the market in domestic, the initial adhesion to fabrics is low. Therefore, in this study, in order to develop initial adhesion and sufficient adhesion, poly (tetramethylene ether) glycol (PTMG), hexamethylene diisocyanate (HDI) and 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid (DMPA) are used as the basis, waterborne polyurethane for automobile interior fibers was synthesized by applying different chain length of chain extender. The synthesis of waterborne polyurethane was confirmed through FT-IR, and the initial adhesion and adhesion strength changes were studied by evaluating adhesion by producing adhesive specimen using the synthesized adhesive. As a result, the longer the length of the chain when a diol-based chain extender is used, the better the initial adhesion, and the highest initial adhesive strength when the chain is extended with 1,10-decanediol (WPU-D3) is 2.7 kgf / inch. When synthesized based on an amine-based chain extender, initial adhesion tended to decrease as the length of the chain extender increased. As a water-based adhesive for fiber materials, it is advantageous to secure the initial adhesive strength by using a diol chain extension agent rather than an amine chain extension agent. 환경규제강화정책이 시행되면서 다양한 친환경 공정이 개발되었음에도 불구하고, 현재까지도 국내 대부분의 섬유소재 제조업체에서는 합성피혁 제조과정에서 용제형 접착제를 적용하고 있다. 하지만 유해물질에 대한 경각심 고조 및 해외 주요 업체들의 규제로 인한 친환경 제품에 대한 수요가 증가함에 따라 수성 접착제로 대체되고 있다. 현재 국내에서 출시된 섬유 소재용 수성 접착제의 경우 원단에 대한 초기 부착성이 낮다. 따라서 본 연구에서는 초기 부착성과 충분한 접착력을 발현시키기 위해 polyether polyol인 poly(tetramethylene ether)glycol (PTMG)과 aliphatic isocyanate인 hexamethylene diisocyanate (HDI), 이온성기인 2,2-bis(hydroxymethyl) propionic acid (DMPA)를 기본으로 하고, 사슬 연장제의 길이를 다르게 적용하여 자동차 내장섬유용 수분산 폴리우레탄 접착제를 합성하였다. FT-IR을 통해 수분산 폴리우레탄 합성 여부를 확인하였고, 합성된 접착제를 이용해 접착 시편을 제조하여 접착력을 평가함으로써 초기 부착성 및 접착력의 변화를 연구하였다. 그 결과 diol계 사슬 연장제를 사용할 경우 사슬의 길이가 길어질수록 초기 접착력이 향상되었고, 1,10-decanediol (WPU-D3)로 사슬 연장하였을 때 2.7 kgf/inch로 가장 높은 초기 접착력을 나타내었다. Diamine계 사슬 연장제를 기반으로 합성한 경우에는 사슬 연장제의 길이가 길어짐에 따라 초기 접착력이 감소하는 경향이 나타났다. 이를 통해 섬유 소재용 수성 접착제로서 diamine계 사슬 연장제보다는 diol계 사슬 연장제를 사용해 초기 접착력을 확보하는 것이 유리하다.

Preparation and Mechanical Property of Butyl Rubber Nanocomposites with Modified Graphene Oxide and Silica

김영민 부산대학교 대학원 2022 국내박사

Graphene is an effective nanofiller for the manufacture of rubber nanocomposites with improved physical, mechanical and electrical properties. However, the hydrophilic surface of graphene oxide(GO) as a reinforcement in the rubber matrix makes it difficult to disperse in the hydrophobic rubber matrix. Therefore, it is an important issue to improve the compatibility of the GO sheet with the rubber matrix. Silica has limited applications due to poor compatibility between rubber matrix and severe agglomeration due to the surface hydroxyl groups of silica. Therefore, improving the compatibility and dispersibility with the rubber matrix through surface modification of silica is a very important factor. In the first chapter, butyl rubber/hydrophobized graphene oxide (HG) nanocomposites were prepared by solution mixing followed by compression molding process, and their properties were evaluated using scanning electron microscope, oscillating disc rheometer, universal testing machine, thermogravimetric analysis, and diferential scanning calorimetry. The hydrophilic graphene oxide obtained through the oxidation of graphite was frst hydrophobized with octadecylamine. The HG exhibit excellent dispersibility in toluene and stable under stationary condition for over 30 days. The chemical structure and functionality of HG was analyzed by fourier transform infrared, raman spectroscopies, and wide-angle X-ray difraction. HG was successfully dispersed within butyl rubber matrix and result in significant reduction of curing time (around 30%), enhanced tensile strength (around 35%) as compared to the pristine butyl rubber. The air permeability of the hydrophobized graphene oxide composites was also signifcantly reduced by 75% compared to unflled butyl rubber. In the second chapter, butyl rubber/HG nanocomposites were prepared via shear-induced compounding. Butyl rubber/HG nanocomposites were prepared by thermal vulcanization process through compression molding. The HG was dispersed at the nanostructure within butyl rubber matrix, and the resulting nanocomposites had significantly reduced curing time(around 50%). The overall tensile properties were marginally enhanced. In the third chapter, butyl rubber was reinforced by the isoprene-modified silica. The modified silica was prepared via chemical modification by a hydrophobic and reactive oligomeric liquid isoprene rubber in a solvent. Thereafter butyl rubber was compounded with the modified silica and vulcanized by thermal compression molding process. The surface modification of the silica moved up the curing time and maginally increased tensile strength and modulus of the rubber composites. The theological model by the Smallwood and Guth and Gold equation proposed that the spherical filler particles are aggregated with increasing the loaded amount of the silica filler and results in a change from a spherical to a non-spherical shape. The best fitting for the experimental data at the higher volume fractions than 0.12 was obtained by using the Guth and Gold Equation with a shape factor of 2.5. In conclusion, the surface energy of the graphene based fillers and its structure in the composites are responsible for the enhanced properties. The vulcanization condition and mechanical properties of the graphene based butyl rubber nanocomposites were significantly dependent on the nanostructure of fillers and the compatibility between filler and butyl rubber. The properties of the graphene based nanocomposites can be controlled by the nanostructure and surface properties of the fillers which may be suitable as future advanced polymeric materials. The properties of the silica/butyl rubber composites can be controlled by chemical modification of the silica surface using isoprene rubber molecules which can be alternative to use in various advanced polymeric materials.

폴리카보네이트계 및 폴리에테르계 폴리올을 병용한 자가치유 기능 수분산 폴리우레탄 합성과 특성 연구

권선영 부산대학교 대학원 2021 국내석사

최근 들어 외부 환경에 의해 손상을 입은 고분자가 스스로 치유하는 자가치유 소재 개발에 대한 관심이 많아지고 있다. 특히 제품 겉 표면에 생긴 생활 스크래치나 손상은 내구성 뿐만 아니라 사용 지속성에 영향을 끼친다. 이는 자가치유를 통해 복원할 수 있으며 생활 쓰레기 배출이 줄어들어 환경적인 이점 및 유지보수 비용의 절감을 기대할 수 있지만 자가치유 기능을 도입함으로써 물성저하 문제가 생긴다. 본 연구에서는 폴리우레탄의 주가 되는 폴리올의 혼합으로 물성 저하를 보완하고자 하였다. 신발 및 소재 코팅용으로서 자가치유 기능 수분산 폴리우레탄 수지(self healing – waterborne polyurethane, SH-WPU)를 합성하기 위해 내구성 및 내열성이 우수한 polyether type 폴리올과 기계적 물성이 뛰어난 polycarbonate type 폴리올을 병용하여 합성하였으며, 자가치유 기능을 부여하기 위해 disulfide기를 도입하였다.합성된 자가치유 기능 수분산 폴리우레탄(SH-WPU)의 기본적인 물성은 fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR)을 통해 SH-WPU의 합성 여부를 확인하였으며, universal testing machine (UTM)과 scanning electron microscope (SEM)측정을 통해 물리적 특성 및 자가치유 특성을 확인하였다. polycarbonate polyol (PCD)을 병용함으로써 인장강도 및 경도가 증가하였으며 신장율은 감소하였다. 또한 열적 특성을 비교했을 때, PCD함량이 증가함에 따라 열 안정성이 증가하였다. 치유효율을 비교한 결과, poly(tetramethylene ether)glycol (PTMG): polycarbonate polyol (PCD)= 0.75 : 0.25 (SH-WPU-2)일 때 가장 높은 효율을 보였으며 현미경 및 SEM을 통한 표면 관찰 결과 손상 부분이 치유된 것을 확인하였다. Recently, interest in developing self-healing materials for macromolecules damaged by external environments has been increased. In particular, scratches and damages to the surface of the product not only affect durability but also continuity of use. This can be restored by self-healing and the emission of household waste can be reduced, so environmental benefits and maintenance costs can be reduced, but the introduction of self-healing functions can lead to physical degradation. In this study, two types of polyols, polyether polyol (PTMG) and polycarbonate polyol (PCD), were mixed to synthesize polyurethane in order to compensate for the deterioration of physical properties. In order to synthesize self healing - waterborne polyurethane (SH-WPU) for shoes and materials coatings, ether type polyols with excellent durability and heat resistance and carbonate polyols with excellent mechanical properties were introduced. The basic physical properties of SH-WPU, a synthetic self-healing function, were confirmed by fourier transform-infrared spectroscopy (FTIR), and physical properties and self-healing were confirmed by universal testing machine (UTM) and scanning electron microscope (SEM). The combined use of polycarbonate polyol increased tensile strength and hardness, and decreased elongation. In addition, when comparing thermal properties, thermal stability increases with increasing PCD content. Comparison of healing efficiency showed the highest efficiency at poly(tetramethylene ether)glycol (PTMG): polycarbonate polyol (PCD)= 0.75 : 0.25 (SH-WPU-2) and surface observation by microscope and SEM confirmed that the damaged part was cured.

자동차 도어 워터 디플렉터용 수성 아크릴 점착제의 점착 물성 개선 연구

유채정 부산대학교 대학원 2020 국내석사

자동차에 사용되는 워터 디플렉터 필름이란 자동차 도어 트림 안쪽에 위치하여 외부로부터 물, 이물질 등의 유입을 방지하여 도어 트림 내 전기 전자 부품을 보호하는 역할을 한다. 워터 디플렉터 필름은 부착 특성상 재부착이 가능하여야 하고, 물이 유입되었을 때 물이 새는 현상이 없어야 하며, 인위적으로 떼지 않는 한 부착한 모양 그대로 부착되어야 한다. 하지만 현재 자동차 회사에 납품되고 있는 도어 워터 디플렉터 필름에서 발생하고 있는 문제는 초기 점착력이 약하고, 도어 워터 디플렉터 필름을 부착한 후 물을 분사하였을 때 물이 점착제 사이에 흘러서 필름이 강판으로부터 박리가 되는 것 등이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구를 진행하였고, 그 결과를 검증하기 위해 시편을 제작하여 실제 유사 환경을 조성하여 시험을 진행하였다. 본 연구는 워터 디플렉터 필름에 사용되는 수성 점착제와 자동차 도어 강판 간의 상호 점착력의 향상을 위한 연구를 진행하였다. 자동차 회사에서 요구하고 있는 시간 및 온도별 (상온에서 5분, 상온에서 15분, 상온에서 24시간, 상온에서 침수 후 72시간, 80℃에서 14일) 박리강도를 측정하였으며, 자동차 특성상 외부로부터의 물의 유입이 발생할 수 있으므로 물의 유입에 따른 수성 아크릴 점착제의 박리가 발생하지 않아야 하기 때문에 이를 시험하기 위해 상온에서 24시간 수밀 시험과 영하 30℃에서 17시간, 80℃에서 72시간, 40℃에서 24시간, 영하 30℃에서 7시간, 40℃에서 48시간 점착제의 내열사이클 시험 후, 상온에서 24시간 방치의 수밀 시험을 진행하였다. 본 연구를 통해 실제 자동차에 사용되는 수성 점착제의 물리적 성질을 개선하여 차량 도어 내 워터 디플렉터 필름과 더불어 수성 아크릴 점착제를 사용하는 자동차 부품에도 확대 적용할 예정이다.

Tetrapod 구조의 산화아연이 충전된 NBR/Liquid NBR 복합재료의 기계적 특성 및 마찰 저항 연구

주재휘 부산대학교 대학원 2020 국내석사

최근 현대사회의 발전에 고무를 이용한 사용이 늘어남에 따라 신발 및 타이어 등 다양한 산업분야에서 응용되고 있다. 일반적으로 신발 아웃솔의 경우 스포츠화, 등산화를 포함한 대부분 모든 신발에 필요로 하는 특성으로 기름, 세제, 물기 등 다양한 곳에서의 환경에서 부상 및 사고를 예방하기 위해 미끄럼 방지 기능이 필요하다. 본 연구에서는 폴리머인 고상/액상고무의 블렌드비에 따라 나타나는 기계적 특성 및 난슬립을 확인하였고 이후 충전제인 실리카 함량 10, 20, 30, 40, 50 phr로 나누어 고무와 상호작용에 따른 특성을 확인하였다. 가공특성 및 기계적 특성이 가장 적절한 고상/액상고무의 블렌드비는 70/30으로 판단되며 실리카의 함량은 50 phr일 때 가장 우수한 물성을 나타내었지만 높은 경도에 따른 난슬립은 지면과의 마찰력 감소로 가장 낮은 수치를 확인할 수 있다. 이후 마찰저항의 증대를 위해 tetrapod-Shaped ZnO whisker를 입자크기에 따라 첨가하였고 지면과의 앵커링 효과 및 무니점도의 감소에 따른 난슬립의 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다.

Talc와 Oil이 첨가된 Polystyrene/Styrene-Butadiene Copolymer 블렌드의 물성 연구

백길경 부산대학교 대학원 2020 국내석사

본 연구는 가구용 필름 물질의 친환경 재료 개발을 위하여 High impact polystyrene (HIPS)을 기반으로 Styrene-butadiene copolymer (SBC) 및 Talc와 Oil을 블렌딩하여 보다 더 높은 인장 변형률을 가지는 복합 소재를 만들었다. HIPS는 스티렌에 폴리부타디엔을 첨가하여 내충격성을 강화시킨 제품으로 가격이 저렴하고 플라스틱 수지 중 가장 가공이 쉽고 높은 굴절률을 갖고 있어 가전제품, 일상잡화 및 식품용기에 널리 사용되는 친환경 범용 수지다. 기존의 가구용 필름 수지로 연질 Poly vinyl chloride (Flexible PVC)가 많이 사용되는데 PVC에 포함된 다양한 첨가제 중 부드럽게 만들어주는 가소제가 사용됨으로써 유해화학 물질을 발생시키는 단점을 가지고 있다. 따라서 연질 PVC를 대체할 수 있는 높은 인장 변형률을 가지는 친환경 소재를 개발하기 위하여 HIPS/SBC/Talc/Oil 블렌드를 기반으로 여러 가지 조합으로 블렌딩한 후, 제조한 블렌드 수지의 Oil 함량, HIPS 함량, HIPS/SBC 혼합 비율 및 HIPS/SBC/Talc 혼합 비율별 물성 특성을 분석하기 위하여 사출기와 Sheet 제작용 Extruder를 이용하여 Density, DMA 및 Tensile Test 분석용 시편을 제작하였다. Density 측정을 통하여 블렌드가 Recipe대로 제조되었는지 확인하였고, 인장 특성을 확인하기 위하여 만능재료시험기(UTM)을 이용하여 Yield strength 및 Elongation at Yeild를 확인하였고, 열적 특성을 확인하기 위하여 DSC 및 TGA 분석을 수행하였으며, 동적 점탄 특성을 확인하기 위하여 DMA를 이용하여 Storage modulus 및 유리전이 온도를 측정하였다. 본 실험에서 개발한 HIPS/SBC/Talc/Oil 블렌드는 HIPS 대비 상당히 개선된 연성을 보였다. 이를 통해 기존의 가구용 필름 수지의 단점을 보완하는 대체물질로 사용될 것으로 기대할 수 있다. Blends of high impact polystyrene (HIPS) and styrene-butadiene copolymer (SBC) with talc and oil have been studied to develop an eco-friendly material with high yield strain for furniture film. HIPS is a polystyrene (PS) copolymerized with a few percents of butadiene rubber in order to increase impact resistance of PS. It is an eco-friendly versatile and economical resin that is widely used in electronics, appliance and food containers because it is easy to process and thermoform among plastic resins. Poly vinyl chloride (PVC) is widely used as a film resin for a furniture film. Flexible PVC using plasticizers can be used in various ways in industrial products, Plasticizers soften the PVC to make it flexible and bendable, however, they are among the most widely researched of all chemical substances. Therefore, HIPS/SBC blend with Talc and Oil was prepared with the various ratio to develop eco-friendly and economical materials with high yield strain to replace flexible PVC. Density was measured to verify that the blends were prepared according to recipe. Tensile yield strain was measured by using Universal Testing Machine (UTM) to evaluate tensile properties, and DSC and TGA analysis were performed to verify thermal properties. Storage modulus and glass transition temperature were measured by using DMA to determine the dynamic viscoelastic properties. The developed HIPS/SBC/Talc/Oil blend in this study showed significantly improved softness compared to HIPS. Therefore, it can be expected to be used as a eco-friendly substitute material to replace flexible PVC for furniture film.