열중량분석법을 이용한 건조하수슬러지의 연소 및 열분해 특성 평가

남현 한밭대학교 산업대학원 2016 국내석사

건조 잉여 및 소화 하수슬러지를 대상으로 비등온 열중량분석법을 이용하여 Kissinger, Friedman, Ozawa 모델식 적용하여 연소속도 및 특성을 도출한 결과, 건조하수슬러지 연소에서 두 개의 TG 곡선을 나타내었으며, 이중 저온에서 나타나는 첫 번째 Biomass물질에 의한 특성곡선은 휘발성분에 의한 것으로 추정되며, 이 곡선은 탄화가 많이 진행된 석탄의 연소과정에서는 볼 수 없는 것이었다. 또한 잉여 및 소화 하수슬러지가 갖는 두 개의 특성곡선은 승온속도가 증가함에 따라 높은 온도쪽으로 shift되는 경향을 나타내었다. 상관계수에 의한 모델식의 적합성 여부를 판단할 경우 Kissinger법이 상관계수 0.98 이상으로 Friedman법이나 Ozawa법 보다 잉여 및 소화하수슬러지 연소에 따른 활성화에너지 산출에 더 적합한 것으로 나타났다. 또한 건조 잉여 및 소화 하수슬러지 연소의 Peak 1 영역에서 Friedman 및 Ozawa법에 의한 값이 유사하였으나 Kissinger법에 의한 값과는 큰 차이를 보였다. 그러나 Peak 2 영역에서는 각기 다른 값들이 얻어졌다. 건조된 잉여 및 소화 하수슬러지의 열분해특성을 살펴본 결과, 하수슬러지는 열분해과정에서는 보다 쉽게 휘발되는 Biomass물질에 의한 특성곡선과 유사한 거의 하나의 열중량(TGA) 곡선을 나타내었다. 이는 연소과정과 뚜렷하게 다른 것으로 연소과정에서는 뚜렷하게 열분해에 의한 휘발/연소와 char 연소의 두단계 과정을 거치는 반면, 열분해과정에서는 열분해에 의한 휘발만이 존재하기 때문으로 사료된다. 잉여 및 소화 하수슬러지의 열분해특성곡선을 비교해볼 때, 두 하수슬러지의 열중량 감소 특성곡선이 크게 다르지 않음을 알 수 있었다. 이 또한 열분해 메커니즘에 의한 것으로 판단된다. 상관계수에 의한 모델식의 적합성 여부를 판단할 경우, Kissinger법이 상관계수 0.96 이상으로 Friedman법이나 Ozawa법 보다 건조 잉여 및 소화하수슬러지의 연소에 따른 활성화에너지 산출에 더 적합한 것으로 판단된다. 건조 잉여 하수슬러지의 Peak 1 영역에서 Friedman 및 Ozawa법에 의한 값은 유사하나 Kissinger법에 의한 값과는 많은 차이를 보였다. 그러나 건조 소화하수슬러지의 경우 Peak 1 영역에서 Friedman법, Ozawa법, Kissinger법에 의한 값과는 다양한 값을 나타내었다. Use a dry surplus and digested sewage isothermal thermal gravimetric analysis of sludge as a destination Kissinger, it results Friedman, Ozawa model equations apply to derived the burning rate and characteristics showed two TG curve from dried sewage sludge combustion, the Biomass materials a characteristic curve of the combustion process of coal was not visible. Excess sludge could see a phenomenon that a small peak 1 which appear while passing through the digestive process by volatile Biomass represents the characteristic properties. Two characteristic curve in excess and digested sewage sludge exhibited a tendency to shift toward higher temperatures as the heating rate is increased. The results to judge the suitability of the model equations by the correlation coefficient, Kissinger law was more suitable for the surplus and digested sewage sludge combustion activation energy calculated in accordance with the law than Friedman and Ozawa methods with a correlation coefficient of 0.98 or higher. Dried and digested sewage surplus value in the Peak 1 area by the Friedman and Ozawa method of burning sludge Although similar values and according to the law Kissinger was a big difference. However, the Peak 2 area, different values are obtained. The results to judge the suitability of the model equations by the correlation coefficient, Kissinger law is the law and the correlation coefficient over 0.96 Friedman was more suitable for the activation energy calculated in accordance with the combustion of sewage sludge digestion and drying surplus than Ozawa law. Value by Friedman and Ozawa method from the Peak 1 area of dry sewage sludge surplus value and is based on similar laws Kissinger showed a lot of difference. However, the dried digested sludge from the Peak 1 area Friedman method, Ozawa method, and a value indicated by the Kissinger method to different values.

유기전계발광소자의 전기적 접합특성 및 열분석에 관한 연구

이호철 명지대학교 대학원 1999 국내석사

본 연구에서는 최근 차세대 평판표시소자로서 주목받고 있는 유기전 계발광소자(OELD: Organic Electroluminescent Device)에 잘 알려진 TLM(Transmission Line Measurement) 방법의 개념을 도입하여 금속전극과 유기발광박막간의 접촉비저항(Specific contact resistance)을 계산하였다. 본 연구에서 제작된 샘플은 금속전극으로 Ag 및 Al을, 유기 발광재료로서 Alq₃를 사용하였으며, Alq₃의 두께를 200 Å에서 1000 Å까지 각각 다르게 하여 서로 다른 두께의 유기발광층을 가지는 샘플을 제작하였다. 금속전극의 매트릭스 구조에 의해 형성된 패턴의 크기는 3 ㎜ × 3 ㎜이며, 기존의 수평구조의 TLM 모델로부터 새로운 수직구조의 TLM 모델을 유추하였으며, 이를 근거로 접촉비저항을 계산하였다. Ag/Alq₃/Ag의 구조를 가지는 샘플은 인가전압에 따른 전류값이 직선적으로 증가하는 특성을 나타냈으며, 측정된 접촉비저항은 1 × 10^-1 Ω-㎠ 범위의 값을 나타냈다. Al/Alq₃/Al 구조의 샘플에서는 Al 전극과 Alq₃박막 사이에 생성된 Al₂O₃의 영향으로 접촉비저항을 측정할 수 없었다. Al/Alq₃계면의 산화막의 생성은 전류의 특성을 지배하여 샘플이 Schottky 특성을 나타내도록 한 것으로 사료된다. 본 연구에서 제작된 샘플에서의 Al/Alq₃의 장벽높이는 0.22 ∼ 0.60 eV로서 순수한 Al과 Alq₃의 장벽높이보다 다소 낮은 값을 나타냈다. 유기단분자 발광재료로서 잘 알려진 Alq₃의 열적인 특성에 대해서 관찰하였다. 온도범위 300 K ∼ 523 K에서 측정된 Alq₃의 열확산도 (Thermal diffusivity)와 비열(Specific heat)을 근거로 하여 열전도도 (Thermal conductivity)를 구하였다. Alq₃의 열확산도 측정은 레이저 플래시법(Laser flash method)에 의하여 수행되었다. 측정된 Alq₃의 열확산도는 측정온도 범위 내에서 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 또한, 비열은 측정온도범위의 가장 고온인 573 K까지 일정한 증가율로서 계속적인 증가를 나타냈다. 측정된 Alq₃의 비열은 상온에서 약 1.03 J/g·K였으며,523 K에서 약 1.67 J/g·K의 값을 나타냈다. 이 결과로써 계산된 상온에서의 Alq₃의 열전도도는 약 0.107 W/mK로서 상당히 낮은 값을 나타냈으며 측정온도 범위 내에서 온도 증가에 따라 증가하는 경향을 나타냈다. 본 연구에서 측정된 Alq₃의 열전도도는 소자동작시의 전극주위의 열분포에 관한 모델링에 적용되었다. In this report, the specific contact resistance for the interface between the cathode metals and organic Alq₃ thin films were determined using the test pattern with a vertical structure between two contact pads. The samples with the structure of silver/Alq₃/silver exhibited a linear current-voltage (I-V) characteristics and the specific contact resistance was calculated be in a range 1 x 10^-1 Ω -㎠. The measurement of specific contact resistance for the samples with the structure of aluminum/Alq₃/aluminum was hindered by the formation of the Al₂O₃ layer in the interface between aluminum and Alq₃. The formation of oxide in the interface is believed to give rise to the Schottky characteristics and control the current transport across the cathode/organic interface. The barrier heights of the aluminum/Alq3 contact were calculated to be in a range 0.22 eV to 0.60 eV, which is lower than the barrier height from the nominally pure aluminum/Alq₃ interface. The thermal analysis of Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq₃) is presented. The thermal conductivity of Alq₃, in a temperature range between 300 K and 523 K, was determined by measuring its thermal diffusivity and specific heat. The thermal diffusivity measured by the laser flash method is found out to decrease with temperature. The specific heat increases with temperature without any trend of saturation until the highest temperature (573 K) investigated. The room temperature specific heat of Alq₃ is about 1.03 J/g.K and the value at 523 K is about 1.67 J/g.K. A very low thermal conductivity (room temperature) of Alq₃ , 0.107 W/m K, was determined. The thermal conductivity is found to increase with temperature within the investigated temperature range. The measured thermal conductivity was applied to the modeling of a heat spreading during a device operation.

Poly(cyclohexane dimethylene terephthalate)의 熱分解 擧動에 관한 연구

박정태 崇實大學校 産業大學院 1993 국내석사

시계열 토지피복 변화 분석 방법 연구

김민준 경희대학교 대학원 2016 국내석사

본 연구에서는 시계열 토지피복 데이터를 사용해 정보배열분석법과 피복 배열 추출법을 적용한 새로운 피복 변화 분석 방법을 제시하였다. 기존의 토지피복 변화 연구에서 가장 많이 사용되는 방법은 이분위 변화 추출법이다. 이분위 변화 추출법은 두 시기의 공통 셀을 직접 비교하는 방법으로 여러 시기를 비교할 때는 반복적인 이분위 변화 추출법을 적용하여 분석하게 된다. 이분위 변화 추출법의 한계점을 극복하기 위해 본 연구에서는 다중 시기의 피복을 배열로 설정하여 정보배열분석법을 적용한 분석을 진행하였다. 정보배열분석법을 통하여 피복 배열간의 유사성을 도출해 낼 수 있으며 이를 바탕으로 agglomerative nesting clustering 기법을 사용하여 여러 클러스터를 생성할 수 있다. 생성된 클러스터에 포함된 배열의 목록을 통해 해당 클러스터의 특징과 성격을 파악할 수 있으며 이로 인해 시기와 피복의 종류 개수에 관계없이 복잡한 피복 배열을 요약하여 정보를 제공할 수 있다. 또한 시계열 피복 자료를 배열로 설정하여 특정한 피복 배열만을 추출해 낼 수 있으며 다양한 조건 검색이 가능하기 때문에 정확한 공간검색을 할 수 있다. 또한 모든 과정은 제작된 분석 도구를 통해 빠른 시간에 자료생성 및 공간검색을 효율적으로 가능하도록 설계되었다. 두 가지 분석방법을 군산자유무역지역-군산 국가산업단지에 적용하여 그룹의 개수에 따라 결과 지도를 작성하였으며 작성된 지도를 바탕으로 특정 배열을 추출하여 피복 변화가 일어난 지역을 공간적으로 검색하였다. 따라서 본 연구에서 제시하는 피복변화 분석 방법을 사용하면 토지피복 변화 연구에 기여할 수 있을 것이라 판단된다. This study suggest the analyzing method of time series land cover change detection. The most commonly used method in the land cover change detection is that the binary-land cover change detection. Binary-land cover change detection is directly comparing the image of the two periods. When comparing several times, performing repeatedly binary-land cover change detection. In order to overcome this disadvantage, performing analysis of using sequence alignment method in this study. Originally, sequence alignment method was used in biology and genetics. When comparing DNA or RNA sequence, sequence alignment method used to derive the similarity. To apply the sequence alignment method, time-series land cover data was set in the array. Applying sequence alignment method, the similarity between the land cover array can be derived. And, many cluster that include high similarities array can be created using agglomerative nesting clustering method. Observing the list of clustering group, features and characteristics were determined regardless of the number and it can be provided summarized land cover change information through the array. Also, to set the time-series data in the array can be extracted specific land cover array and it can be used to searching the exact spatial location of the array. All of the above processes are designed through a built analysis tools that it performed data generating, spatial searching in shortly. So this is a meaningful study in that it can offer information of land cover change detection a different perspective.

Characterization of polymeric materials using microresonators : 마이크로 진동자를 이용한 고분자 물성 분석

윤민혁 포항공과대학교 일반대학원 2015 국내박사

본 논문에서는 마이크로 진동자를 기반으로 하여 다양한 고분자 물성을 분석하고 이를 응용하는 연구를 진행하였다. 외부의 빛, 온도 변화, 또는 화학 기체에 노출될 경우, 고분자의 열적, 기계적, 화학적 성질이 변화하게 되고, 이러한 변화는 마이크로 진동자를 통해 민감하게 분석할 수 있다. 본 논문은 6개의 챕터로 이루어졌으며, 챕터 1에서는 고분자 분석 장비로서 쓰이는 마이크로 진동자의 기본 이론 및 최신 연구 등을 요약하였고, 챕터 2에서 5까지는 고분자 상 전이와 에이징에 대한 기초 연구를 보고하였다. 챕터 6에서는 센서로서의 활용을 이야기하였다. 챕터 2에서는 마이크로 캔틸리버를 기반으로 하여 광반응성 고분자의 열기계적 특성을 분석하였다. 수 나노그램의 폴리메틸메타아크릴레이트 (PMMA)와 폴리비닐시나메이트 (PVCN)을 실리콘 캔틸리버 한 쪽 면에 부분적으로 코팅하게 되면, 자외선 조사 시간에 따른 고분자의 광분해/광경화 반응을 관찰할 수 있다. 자외선 조사 후에, 온도를 올리게 되면, 고분자가 코팅된 캔틸리버의 휘어짐과 고유 진동수가 변화하며, 이러한 변화를 표면 스트레스와 모듈러스의 변화로 변환하였다. 폴리메틸메타아크릴레이트의 경우, 자외선 조사시에 열분해로 인하여 모듈러스와 표면 스트레스의 감소를 보였다. 반면, 폴리비닐시나메이트의 경우, 열경화로 인하여 모듈러스가 증가하였다. 그리고, 자외선 조사시 고분자의 유리전이 온도가 변화하게 되는데, 폴리메틸메타이크릴레이트는 유리전이 온도가 감소하며, 하나의 유리 전이 온도점을 가지는 반면, 폴리비닐시나메이트는 경화된 체인과 비경화된 체인의 혼재로 인하여, 두 개의 유리 전이 온도점을 가지는 것을 볼 수 있었다. 또한, 기존 상용 장비인 적외선 분광 장치를 통해, 마이크로 진동자의 결과와 비교 분석하였다. 챕터 3에서는 마이크로 캔틸리버를 기반으로 한 광열편향기법을 살펴보았다. 광열편향기법을 이용하면, 자외선 조사시의 폴리메틸메타아크릴레이트의 기계적, 화학적 성질의 변화를 동시에 관찰하는 것이 가능하다. 광열편향기법의 결과는 기존 상용 장비인 적외선분광장치로 얻어진 결과와 일치함을 보였으며, 적외선분광장치에서는 볼 수 없는 기계적인 정보를 추가적으로 얻어낼 수 있었다. 자외선 조사 시, 캔틸리버의 고유진동수의 감소를 통해 폴리메틸메타아크릴레이트의 모듈러스 감소를 확인할 수 있었다. 챕터 4에서는 폴리스티렌(PS) - 폴리메틸메타아크릴레이트 블렌드와 블록공중합체에 대하여 물리적 에이징 효과를 마이크로 캔틸리버를 기반으로 하여 분석한 결과를 보고하였다. 캔틸리버의 휘어짐을 관찰하게 되면 물리적 에이징에 따른 열기계적 성질의 변화를 빠른 시간 내에 분석하는 것이 가능하다. 폴리스티렌, 폴리메틸메타아크릴레이트, 블렌드, 블록공중합체를 한 쪽 캔틸리버 면에 코팅하면, 온도에 따른 표면스트레스의 변화를 관찰할 수 있다. 최대 압축 스트레스 피크 곡선은 온도를 올리는 경우에만 보였으며 냉각시에는 보이지 않아 이력현상을 보였다. 이러한 이력현상에는 고분자의 물리적 에이징이 연과되어 있음을 급랭효과 실험을 통해 확인하였다. 또한 고분자 블렌드에서는 두가지 다른 고분자 성분의 유리전이에 해당하는 최대 스트레스 피크가 발생하였고, 이는 각각의 고분자 체인이 독립적으로 유리전이를 가지게 됨을 말해준다. 반면 블록공중합체의 경우 하나의 광범위한 피크가 보이게 되며, 이는 서로간의 상호작용이 존재되는 것을 의미하였다. 챕터 5에서는 부유 마이크로채널 공명기를 이용하여 나노그램 수준의 액체시료의 상전이를 관찰하였다. 분석하는 물질은 폴리에틸렌-폴리프로필렌-폴리에틸렌 삼중 블록공중합체 (PEO-PPO-PEO triblock copolymer)와 헵타데칸 (n-heptadecane)이었으며, 공명기의 마이크로 채널에 액체 상태의 시료를 주입하고, 온도에 따른 고유진동수를 측정하였고, 이를 통해 온도에 따른 밀도 변화를 얻어낼 수 있었다. 온도가 증가함에 따라 삼중 블록공중합체의 단일가닥들이 모이게 되고 마이셸을 형성하게 된다. 이때 고분자 용액의 전체 밀도는 감소하게 되고, 이는 진동수의 증가를 유발하기 때문에, 진동수의 추이를 통하여 간접적으로 단일가닥-마이셸 변환온도를 측정하는 것이 가능하다. 한편, 온도를 감소 시에, 파라핀의 일종인 헵타데칸은 액체 상에서 고체 상 (rotator) 으로 상전이가 일어나게 되는데, 이때 밀도 증가 및 진동수 감소가 일어나게 되므로, 진동수 추이를 통하여 상전이 온도에 대해 측정이 가능하다. 챕터 6에서는 고분자 와이어 및 필름의 열기계적 특성을 수정 진동자 튜닝포크 (quartz tuning fork) 를 통하여 분석하고 이를 센서플랫폼으로 응용하는 것에 대하여 이야기하였다. 고분자 와이어 및 필름은 직접 팁드로잉 방식이나 스핀코팅 방식으로 제작이 가능하며, 만들어진 와이어나 필름들을 수정 진동자 튜닝포크에 올려 놓고 분석하였다. 폴리스티렌의 경우, 필름 형태로 제작되어 수정 진동자 튜닝 포크와 결합하게 되면 에탄올 센서 플랫폼으로 사용이 가능하다. 에탄올 노출 시에, In this thesis, characterizations of polymeric materials and its applications are investigated based on microfabricated resonators. Exposure to light, temperature change, or chemical gas vapor induces a change in thermomechanical or chemical properties of polymers, and its detection with high sensitivity could be fulfilled by using mircoresonators. The thesis consists of 6 chapters. Chapter 1 describes the general introduction on microresonator as a novel analytical tool for polymer. Chapter 2 through chapter 5 is fundamental research on phase transition and aging of polymer using microresonators, and chapter 6 describes a polymer-based microresonator as a new sensing platform. Chapter 2 reports nanomechanical thermal analysis of photosensitive polymers based on microcantilever platform. A few nanograms of poly(methyl methacrylate) (PMMA) or poly(vinyl cinnamate) (PVCN) were coated onto one side of a silicon cantilever, and the photodegradation of PMMA or photocrosslinking of PVCN were investigated as a function of UV irradiation time. After UV irradiation, the resonance frequency and deflection of the polymer-coated silicon cantilevers were measured as a function of temperature, and these properties were found to be related to changes in the modulus and surface stress of the coated polymers, respectively. A decrease in the modulus and tensile surface stress was observed for PMMA under UV exposure due to photodegradation, whereas an increase in the modulus of PVCN was observed due to photocrosslinking. In addition, the influence of UV exposure on the glass transition of the PMMA and PVCN were investigated using deflection measurements. Whereas a single glass transition was observed for PMMA, two distinctive glass transitions were observed for PVCN due to the co-presence of crosslinked and uncrosslinked of PVCN. Variations in the polymer structures were also investigated as a function of UV irradiation time using Fourier transform infrared spectroscopy and compared with the results obtained using the cantilever measurements. Chapter 3 explores photothermal cantilever deflection spectroscopy (PCDS) technique based on microcantilever platform. The mechanical and chemical information of a poly(methyl methacrylate) (PMMA) film on a microcantilever were simultaneously acquired by photothermal cantilever deflection spectroscopy as a function of ultraviolet (UV) irradiation time. Nanomechanical infrared (IR) spectra from the PMMA-coated microcantilever agreed well with the FTIR spectra of PMMA on gold coated silicon wafer. The decreasing intensities of nanomechanical IR peaks represent chemical as well as mechanical information of UV radiation-induced photodegradation processes in the PMMA which cannot be obtained by a conventional FTIR technique. The observed decrease in the resonance frequency of the microcantilever is related to the change in the Young’s modulus of the PMMA under UV exposure. Chapter 4 explores nanomechanical thermal analysis of the effects of physical aging on glass transitions in PS-PMMA blend and PS-PMMA diblock copolymers. The effects of physical aging on the thermomechanical properties of polymers were investigated using silicon microcantilever deflection measurements. Polystyrene (PS), polymethylmethacrylate (PMMA), a PS/PMMA blend, or PS-PMMA diblock copolymer were applied to one side of a microcantilever, and the temperature-dependent thermal stress in the polymers was measured. A maximum compressive stress peak was observed for the PS- and PMMA-coated cantilevers during heating but not during cooling, which produced hysteresis. Physical aging of the polymers was found to contribute to the development of the hysteresis properties. The two distinct maximum compressive stress peaks in the PS/PMMA blend coincided with the temperatures at which the pure PS and PMMA peaks occurred, indicating that the glass transitions of each polymer were independent. In contrast, the thermal stress profiles of the PS-PMMA copolymer exhibited a single broad peak at a position intermediate between the peak positions of the pure PS and PMMA, indicating that the PS and PMMA polymers interacted during the glass transition. Chapter 5 describes facile phase transition measurements for nanogram level liquid samples using suspended microchannel resonators. We investigated phase transitions of a PEO-PPOPEO triblock copolymer and n-heptadecane using a suspended microchannel resonator (SMR). After filling the microchannel of the SMR with each sample in liquid state, changes in the resonance frequency of the SMR were measured as a function of temperature, and then converted into changes in the density of each sample. As temperature increases, PEO-PPO-PEO unimers aggregate and form micelles (unimer-micelle transition), so the density of the polymer decreases and the resonance frequency of the SMR increases. As temperature decreases, n-heptadecane undergoes liquid to rotator phase (liquid-rotator transition), which increases the sample density and decreases the resonance frequency of the SMR. In addition, the liquid-rotator transition of n-heptadecane exhibits a sudden change in the quality factor of the SMR. Chapter 6 describes a polymer wire or film-mounted QTF. Polymer wire or film was prepared by tip-drawing method or spin coating method, and mounted on a QTF. The resonance frequency was measured to analyze modulus of wire or film. In addition, a chemical vapor sensor based on a free-standing polystyrene (PS) nanofilm suspended between the tines of a quartz tuning fork (QTF) is demonstrated. Exposure to ethanol vapor decreased the modulus of the PS membrane, which resulted in a decrease in the resonance frequency of the QTF as a function of ethanol concentration. The suspended PS membrane structure on the QTF allowed gas molecules to diffuse into the membrane from both the top and bottom allowing faster response. The QTF response time was found to be 6.5 times faster than the response time

공간정보 유형에 따른 시계열 분석 방법 연구

김민준 경희대학교 대학원 2022 국내박사

지리적 관점에서 공간에서 발생하는 지리적 현상의 변화는 인간 활동에 영향을 미친다. 연속적인 지리적 현상의 변화를 탐지하고 이를 시각화하여 의미를 도출하는 행위는 인간 활동의 지리적 의사결정을 지원할 수 있다. 본 연구의 목적은 다양한 지리적 현상을 시공간적으로 구분하고 각 유형의 시계열 변화를 탐지하는 방법을 제시하는 것이다. 세부적으로는 첫째, 공간정보의 유형을 분류하고자 하였다. 선행연구를 참고하여 공간 데이터를 이동성, 속성의 변동성, 속성의 차원을 기준으로 유형을 구분하였다. 이 중에서 단일 또는 다중 속성이 변하며 공간적으로 위치가 이동하거나 이동하지 않는 사상을 대상으로 시계열 변화 탐지 분석을 진행하였다. 둘째, 고정된 위치에서 속성이 변화하는 사상의 변화를 탐지하는 방법을 제시하고자 하였다. 미세먼지와 초미세먼지의 농도 등급을 사례로 시군별 농도 배열 패턴을 기반으로 한 미세먼지 권역 구분 방법을 제안하였다. 셋째, 이동하며 속성이 계속하여 변하는 사상의 변화를 탐지하는 방법을 제시하고자 하였다. 태풍을 사례로 북상중인 태풍과 유사한 경로와 속성 변화 패턴을 나타내는 과거 태풍을 검색하는 방법을 제안하였다. 연구 목적별 연구 내용은 다음과 같다. 관련 연구 동향을 고찰한 결과, 기존의 정보배열분석법을 활용한 속성정보 패턴 변화 연구는 좌표, 위치 등 공간을 반영하지 않거나 활용에 제한이 있는 경우가 존재하였다. 또한 지금도 방대하게 생성되고 있는 시공간데이터의 종류가 다양해짐에 따라 이를 정의하고 분류하려는 많은 시도가 되고 있어 데이터 유형과 성질에 따른 공간정보 분석 기법이 요구되었다. 선행연구 분석을 통해 사상의 움직임에 주목하여 고정된 위치에서 연속적인 속성의 변화가 일어나는 사상과 공간상에서 움직이며 속성이 변화하는 사상에 대한 정보배열분석법의 적용 방안을 제시하고자 하였다. 이에 본 연구에서는 지리적 사상의 유형에 따른 공간 현상의 연속적인 변화를 탐지하고 정보를 요약하여 제공하는 방법을 작성하였다. 고정된 위치에서 속성이 변화하는 사상은 대기오염측정소에서 측정되는 미세먼지 농도를 사례로 분석을 진행하였다. 우리나라 미세먼지 권역은 각 시도에서 자체적으로 설정한 기준을 적용하여 관리되고 있다. 그러나 시도별 권역 설정의 기준이 일관되지 않다. 공간 변화 패턴분석을 통해 권역 설정 근거를 제공할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 측정소별 미세먼지와 초미세먼지 농도 등급 데이터를 사용하여 발생 패턴의 유사성을 확인하였다. 고정된 위치에서 속성이 변화하는 사상의 사례로는 대기오염측정소에서 관측되는 미세먼지와 초미세먼지의 농도를 이용하였다. 현재 우리나라의 미세먼지 권역은 지자체의 보건환경연구원에서 제안하는 공간단위로 운영 중이다. 서로 상이한 공간 단위로 인해 시도별 미세먼지 경보횟수가 과추정 되는 경우가 발생하는 등 개선방안이 요구되었다. 또한 기존의 관련 연구는 연평균, 계절평균, 월평균 농도를 사용하는 연구가 대부분이었기 때문에 순간적인 고농도 발생 시간을 고려하지 못하는 한계점이 존재하였다. 이를 극복하기 위해 대기오염측정소로부터 획득한 농도를 사용해 전국 시군구의 농도배열을 생성하여 각 시도별 계층적 군집분석을 실시하였다. 유사한 농도 배열을 갖는 시도 내 시군구를 군집화하여 지역의 농도 변화 특성을 반영한 권역 구분을 시도하였다. 분석결과 각 시도별로 최종 권역을 제안하였으며 권역의 공간적 분포와 농도배열을 시각화하여 권역별 농도 변화를 확인할 수 있도록 제시하였다. 이동하며 속성이 변화하는 사상은 태풍 경로와 속성을 사례로 분석을 진행하였다. 한반도는 매년 태풍으로 인해 사회경제적인 피해를 입고 있어 감시구역에 진입한 시점부터 북상중인 태풍과 유사한 과거 태풍을 검색하는 행위는 중요하다. 기존에 널리 사용되고 있는 유사 태풍검색은 태풍 이동 경로의 유사성을 활용한 결과가 대부분이다. 이에 따라 태풍의 강도와 폭풍역, 강풍역 등 다양한 속성을 고려한 검색 방법이 요구되었다. 태풍 경로 간 공간적인 유사정도를 측정하기 위해 최단거리법을 사용하였다. 검색된 태풍의 속성정보 배열에 정보배열분석법을 활용하여 태풍 속성 유사도를 산출하였다. 이후 공간 유사도와 속성 유사도를 종합적으로 고려하여 최종 유사 태풍을 제시하였다. 태풍 미탁을 사례로 선정하여 태풍의 진행경과에 따라 검색 시점을 구분하여 시뮬레이션을 진행하였다. 분석 결과 태풍 민들레, 태풍 바비, 태풍 다나스가 상위 3개 유사 태풍으로 검색되었다. 다음으로 각 태풍의 과거 피해범위를 시각화하여 태풍 미탁과 피해범위가 공간적으로 유사했음을 확인하였다. 한편 태풍이 발생할 경우 과거 유사 태풍이 검색된다면 과거 태풍 피해를 바탕으로 피해정도를 예상하고 이를 바탕으로 대응 계획을 마련할 수 있을 것이다. 사상의 유형으로 보면 태풍은 이동하면서 속성이 변화하는 사상이다. 따라서 기존의 정보배열분석방법만으로는 유사태풍검색에 한계가 있다. 이에 태풍 경로간 거리와 다중 태풍 속성을 고려한 방법의 적용이 필요하다. 본 연구에서 제안하는 방법은 공간정보 유형별로 공간상에서 연속적인 변화가 일어나는 사상의 시계열 변화를 탐지하고 유사성을 기반으로 정보를 요약하여 제공함으로써, 지리적 의사결정지원 측면에서 의의가 있다. 또한 미세먼지와 태풍의 적용 사례를 통해 공간정보의 시공간 변화 탐색 연구의 폭을 확장시켰다. 또한 구체적인 입력데이터 형태와 시각화 방안을 제시함으로써 다양한 분야로의 활용 가능성을 제안하였다. 본 연구는 공간정보 유형에 따른 시계열 변화 탐지 연구 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

고출력 발광다이오드의 칩 및 패키지의 신뢰성에 관한 연구

호건정 명지대학교 일반대학원 2007 국내박사

이 연구의 목적은 현 단계 고 출력 GaN/InGaN의 발광다이오드에서 발생하는 성능저하와 파괴 메커니즘을 찾는 것이다. 이 목적을 위해 여러 종류의 고 출력 LED의 열 성능과 기계성능을 열 측정과 시뮬레이션을 통하여 연구하였다. 가속실험과정에 전기적, 광적, 열적 측정을 통하여 전기적, 광적, 열적 성능저하 특성과 메커니즘을 논의하였다. 서로 다른 패키지 LED의 열적, 기계적 성능은 LED의 신뢰성 연구에서 반드시 고려해야 된다. 플라스틱 몰드를 사용한 LED 패키지는 열응력과 습기응력의 결합효과로 박리를 유발한다. 박리는 열 통로를 막음으로써 LED 패키지의 열 성능을 저하시킨다. 세라믹 패키지를 사용한 LED는 측정에서 좋은 열 성능을 나타냈다. 그러나 세라믹 패키지의 시뮬레이션은 높은 열응력 수준을 보이였는데 특히 reflow 공정 중, 두께 방향에서 큰 스트레스를 받는 것을 발견할 수 있었다. 이것은 세라믹 패키지 LED의 reflow 공정에서 특별한 주의를 요함을 알 수 있다. 세라믹 패키지의 칩 접착할 때 결합강도는 두께방향에서 특히 향상되어야 한다. 확산 열 저항은 금속 패키지를 사용한 LED의 열 성능 연구에서 중요한 부분으로 발견되었다. 열 분산 구성성분의 측면면적변화는 열전달 방해로 열 저항의 증가를 야기한다. 기판위에 다이아몬드 얇은 필름을 증착 시키면 확산 열 저항의 감소로 열 성능이 향상된다. 다이아몬드 필름의 두께는 최적화 계산을 통하여 유추되었다. 열 측정과 시뮬레이션사이의 불일치는 계면과 증착의 질이 더 개선되어야 함을 알 수 있다. GaN/InGaN blue LED는 4000시간보다 더 긴 가속시험에서 광출력 증가 단계와 광출력 감소 단계가 나타남을 발견하였다. 광 출력 증가 단계에서 전압이 낮을 경우 전기적 특성은 활성층에서의 캐리어 터널링의 영향을 받는다. 이것은 결함과 유효 p-type 도펀트 변화로 인해 기인된다고 분석된다. 광 출력 증가는 Mg-H 합성의 형태에서 남은 Mg 도펀트의 활성 결과임을 암시한다. 광 출력 감소단계에서는 높은 전압 하에서 순바이어스 전류가 감소함을 관찰하였는데 이는 LED의 시리즈저항 증가 때문으로 보인다. 시리즈저항 증가는 옴 접촉의 저하를 야기한다. 광 출력 증가 단계부터 광 출력 감소 단계까지의 변화는 도펀트의 활성화, 결함의 증가와 축적, 그리고 패키지 구성요소의 저하 효과의 경쟁으로 분석된다. 가속시험에서 열 저항은 처음에 감소하다가 다시 증가하는 추이를 나타내었다. 열 저항 측정의 변화는 남은 열 저항과 광 효율의 함수로 나타내었다. 구조함수에 대한 자세한 분석으로부터 박리에 의해 변화된 패키지 구조와 같은 칩으로부터 패키지까지의 성능저하를 알 수 있었다. 다른 패키지 구성요소들의 성능 저하에 대하여서도 연구하였다. GaN/InGaN blue LED에서, 전체 광 출력은 초기의 50%로 저하되었을 때, 칩 정션 온도는 각각 133.6℃, 151.5℃, 177.1℃이고 칩에서 방출된 광 출력은 +0.78%, -1.27%, -4.78%의 저하되는 것을 관찰 하였다. GaN/InGaN LED칩은 제조공정 향상으로 장시간 광 출력 지속되는 능력을 가진다. 광 렌즈가 LED 패키지 전체의 광 특성 저하를 유발하는 최대변수로 연구된다. 렌즈는 높은 정션 온도와 청색 발광 하에서 노란빛으로 변하는 것을 발견하였다. 렌즈들의 동작은 LED 패키지의 장시간 향상 신뢰성의 병목임을 발견하였다. 최초로, LED 스스로의 수명뿐만 아니라 광 렌즈의 수명이 장시간 LED의 광출력 유지를 위하여 평가되어야 함을 제안한다. 광 렌즈의 정의와 평가 방법이 제안된다. 청색 칩에 노란 형광체를 사용하여 하얀 빛으로 전환하는 백색 LED에서 형광체는 높은 정션 온도일 때 급속히 저하되는 것을 발견하였다. 이것은 LED의 광 출력의 급속한 감소를 유발하였다. 형광체를 사용한 백색 LED의 오랜 수명을 보증하는 것은, 적정한 열관리를 통하여 패키지의 정션 온도를 낮추고, 높은 온도 하에서도 성능이 좋은 형광체를 개발하는 것이다. The objective of this research is to find the degrading and failure mechanisms of the GaN/InGaN based high power light emitting diodes (LEDs) on the current stage. For this purpose, the mechanical and thermal performance of different kinds of packages for high power LEDs were investigated by using the thermal measurement and numerical simulation; The electrical, optical and thermal degrading characteristics and mechanisms in the accelerated testing were discussed by combining the electrical, optical and thermal measurement. Thermal and mechanical performances of LEDs with different package designs need to be balanced for the reliability of LEDs. LEDs packaged with plastic mould were found to be induced of delaminations by the combining effect of the thermo-mechanical and hygro-mechanical stress. The delaminations degraded the thermal performance of LED packages by blocking the thermal path. LEDs with ceramic packages were found to exhibit a good thermal performance. But the simulation for ceramic packages showed a higher level of thermo-mechanical stress especially in the direction of thickness possibly induced in the mounting process. This suggests special attention should be paid to the mounting process of LEDs with ceramic packages. And the bonding strength of the die attachment used in ceramic packages should be specially enhanced in the direction of thickness. Spreading thermal resistance was found to be an important part in studying the thermal performance of LEDs with metal packages. Cross section area changes of the heat dissipating components can block the heat conduction and thus increase the thermal resistance. Depositing a diamond thin film layer on the submount improved the thermal performance by decreasing the spreading thermal resistance. The thickness of the diamond film should be determined by an optimized calculation. The discrepancy between the thermal measurement and simulation suggests the interface and the depositing quality should be further improved. In the accelerating testing up to more than four thousand hours, GaN/InGaN based blue LEDs experienced the optical increase stage firstly and then the optical decrease stage. In the optical increase stage, the forward current at low voltages level exhibited large changes due to changing tunnelling currents. This was proposed to be the result of the defects and effective p-type dopant change. The optical increase was proposed to be the result of the activation of residue Mg dopants in the form of Mg-H complexes. In the optical decrease stage, forward currents at high voltage levels were observed to decrease, which indicated the increased series resistance of LEDs. The increased series resistances suggests the degradation of the ohmic contact. Change from the optical increase stage to the optical decrease stage is resulted from the competition of the effect from the dopant activation, defect increase and accumulation, and the degradation of the package components. Thermal resistances recorded in the aging process were observed to decrease firstly and then increase in the aging process. The change of the measured thermal resistance was a function of the residue thermal resistance and the optical efficiency. Detailed analysis of structure functions suggests both the degradation from the chip and the package such as changes of package structures induced by delaminations. Degradations of different packaging components were also investigated. For the GaN/InGaN based blue LEDs, degradation of +0.78%, -1.27%, and -4.78% of the optical output in the chip was observed for the samples aged at the junction temperature of 133.6 oC, 151.5 oC, and 177.1 oC, respectively, when the optical output degradation for the whole package reached about 50%. The GaN/InGaN based LED chip has a strong ability for a long-term optical maintenance as fabricating process improves. The optical lens took the most role for the degradations of optical performance of the whole LED packages. The lens was found to be yellowed under the blue light emission and the high junction temperature. Performances of lenses have been found to be a bottleneck for improving the long-term reliability of the LED packages. Instead of the lifetime of LED itself, the lifetime of the optical lens was proposed to be evaluated firstly to characterize the ability for long-term optical maintenance of LEDs. The definition and evaluating method of the optical lens were proposed. For white LEDs with white light converted from blue light using a yellow phosphor, the phosphor was found to rapidly degrade under high junction temperatures. This leads to the serious decrease of the luminous output of LEDs. To assure longer lifetime of white LEDs with phosphors, the junction temperature should be further lowered by proper heat managements, and the performance of phosphor should be improved in the aspect of high temperature operation.

항투습 특성을 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머 필름의 합성 및 특성 연구

임한솔 건국대학교 대학원 2017 국내석사

우레탄 아크릴레이트 올리고머는 강한 분자 간 인력에 의해 결정구조를 갖는 하드 세그먼트 구조와 굴곡성이 풍부한 소프트 세그먼트로 이루어져 있기 때문에 훌륭한 마찰저항, 강직성, 유연성, 내마모성의 연질과 경질의 특성을 동시에 가지며 소프트와 하드 세그먼트의 구성 성분에 따라 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 물성은 달라진다. 본 연구의 목표는 박막형 방수 및 내충격성이 우수한 필름 개발을 위해, 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 hard segment와 soft segment를 다양한 성분을 통해 합성하고 필름으로 제작하여 가장 우수한 물성을 발휘하는 조건을 탐색해내는데 있다. 2관능, 4관능의 아크릴레이트기를 가지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 다양한 폴리올을 통해 합성하였고, 이를 적외선 분광 분석법과 겔 투과 크로마토그래피를 통해 합성이 완료됨을 확인하였다. 광 경화를 통해 100±5 μm 두께를 가지는 필름을 제작하였고 이 필름의 기계적 성질(연필경도, 인장강도, 연신율)을 평가하였다. 또한 열 중량 분석을 통해 열 안정성을 확인하였고, UV에 의한 황변 현상에 안정함을 확인하였다. 그리고 수분투과도(WVTR)를 측정하여, 종합적으로 항투습성과 기계적 성질이 우수한 우레탄 아크릴레이트 올리고머 필름을 평가하였다. Urethane acrylate oligomers exhibit excellent impact strength and mechanical properties due to its hard-segment isocyanate and acrylate groups, soft-segment polyol provides high degree of flexibility and has excellent bonding strength through hydrogen bond between carbonyl group and oxygen in polyol. In the present study, urethane acrylate oligomers were synthesized using a polyols (polyester, polyether, and polycarbonate polyol), isophorone diisocyanate and acrylates. Various polyols were used to obtain high degree of flexibility and excellent film properties. These urethane acrylate oligomers were characterized by FT-IR spectroscopy and GPC analysis. Urethane acrylate oligomers thin films were prepared by addition of IBOA and photoinitiator in the presence of UV-raditaion. The physical properties, thermal properties and Water Vapor Transmission Rate of the films were measured and the best polyols were identified.

Physico-mechanical properties and biodegradability of agro-flour filled aliphatic thermoplastic polyester bio-composites : 농산 부산물 분말-지방족 폴리에스테르 열가소성 플라스틱 바이오복합재의 물성 및 생분해성

김희수 서울대학교 대학원 2004 국내박사

본 논문은 생분해성 고분자인 polybutylene succinate 에 농산 부산물인 왕겨분말과 목분을 강화충전제로 첨가하여 물리적 및 기계적 성질, 열적성질과 생분해성을 측정하여 생분해성 복합재의 적용방안에 대해 알아보는 것이다. 생분해성 복합재의 물리적 성질 및 기계적 성질에 대한 측정결과에 대해 알아보면 왕겨분말과 목분의 함량이 증가 할 수록 인장강도와 충격강도 값이 감소함을 알 수 있었다. 또한 왕겨분말의 입자크기에 따라 알아보면 입자가 작을수록 생분해성 고분자 사이에서 분산이 잘 이루어지므로 약간의 높은 인장강도 값을 보였지만 충격강도는 입자가 작을수록 낮은 충격강도 값을 보였다. 이는 주사전자 현미경에 의한 인장강도 및 충격강도 파단면에서도 확인 할 수 있었다. 생분해성 복합재의 물리적 성질인 흡수율과 두께 팽윤율에 대해서는 충전제의 함량이 증가할수록 흡수율과 두께 팽윤율이 증가함을 알 수 있었고 왕겨분말이 목분 보다는 더 많은 수분을 흡수함을 알 수 있었다. 현재 널리 사용되고있는 polypropylene 과 high density polyethylene 에 왕겨분말 (80∼100mesh)이 첨가된 복합재와 생분해성 복합재와의 기계적 성질에 대한 측정결과를 비교하여 보면 인장강도의 값은 유사한 결과를 얻을 수 있었지만 충격강도의 값은 상당히 낮은 값을 얻을 수 있었다. 그러므로 이러한 결과로 인하여 생분해성 복합재는 주로 1회 용품이나 작은 포장용재로 기존의 플라스틱 물질을 대처하여 사용이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 생분해성 복합재의 열적성질에 대한 측정 결과에 대하여 알아보면 열 중량 분석기에 생분해성 복합재의 열에 의한 분해율, 열 안정성과 열에 의해 분해되고 남은 성분(회분)에 대해 측정해본 결과 왕겨분말과 목분의 함량이 증가할수록 열 안정성은 감소하며 열분해율과 회분이 증가하는 현상을 알 수 있었으며, 최대로 열분해 되는 온도를 측정해본 결과 마찬가지로 충전제의 함량이 증가할수록 열분해 온도가 낮아지는 현상을 확인 할 수 있었다. 위의 결과는 왕겨분말과 목분이 생분해성 고분자보다 더 낮은 온도에서 분해되며 왕겨분말과 목분은 holocellulose 와 lignin이 주성분을 이루고 있으며 hemicellulose의 낮은 열 안정성 때문이라고 볼 수 있다. 생분해성 복합재의 회분의 양에 대해 비교해보면 목분이 첨가된 것 보다는 왕겨분말이 첨가된 복합재에서 더 많은 회분의 양을 보였는데 이는 왕겨분말의 높은 실리카 성분 때문이다. 점탄성 측정기에 의해 복합재의 점탄성적인 성질에 대해 알아보면 온도가 증가할수록 점성의 성질이 증가함을 알 수 있었으며, 또한 왕겨분말과 목분의 함량이 증가할수록 복합재의 강성이 증가함을 알 수 있었다. 복합재의 유리전이온도 와 용융온도를 시차주사 열량계에 의해 측정해본 결과 왕겨분말과 목분의 함량에 따라 큰 변화는 보이지 않았다. 생분해성 복합재의 생분해성은 일반토양에 의한 방법과 퇴비화 환경에 의한 두 가지 방법으로 생분해성 실험을 진행하였다. 복합재의 생분해성은 왕겨분말과 목분의 함량이 증가할수록 복합재의 생분해성이 증가하였으며 이는 왕겨분말과 목분이 생분해성 고분자 보다 더 빠른 분해를 보이며, 생분해성 복합재에서 왕겨분말과 목분의 선택적인 분해로 인하여 토양 속의 미생물이 생분해성 고분자에 접촉할 수 있는 비 표면적이 증가하기 때문이다. 생분해성 복합재에서 왕겨분말의 입자크기에 의한 영향을 보면 입자가 클수록 더 빠른 분해를 보였는데 입자가 클수록 토양 속의 미생물이 왕겨분말과 접할 수 있는 면적이 증가하기 때문이다. 또한, 일반토양과 퇴비화 환경에 의한 분해성을 비교하여 보면 퇴비화 환경에서 더 빠른 분해를 보였는데 퇴비화 환경에서는 미생물 활발하게 활동 할 수 있는 적절한 습도 및 온도가 유지되므로 미생물의 활성이 증가하게 되어 일반토양보다 더 빠른 분해를 보인다고 볼 수 있다. 위의 결과는 주사전자 현미경에 의해서 생분해성 복합재가 분해된 표면에 대한 관찰과 FTIR-ATR에 의한 분석을 통하여 위의 결과를 충분히 확인 할 수 있었다. As a result of growing environmental awareness, biodegradable polymer has been great interest in polymer-based materials as a solution to environmental problems. Synthetic polymer are very widely used in modern society. However, the most of synthetic polymer are extremely resistant to microbial attack. The non-biodegradability of most commercially available plastic has caused many environmental problems associated with their disposal. To solve this problem, agro-filler filled biodegradable plastic composites are considered as alternatives to the conventional plastics. The objective of this study is the production of agro-flour (rice husk flour and wood flour) filled polybutylene succinate (PBS) bio-composites as alternatives to cellulosic materials filled conventional plastic (polyolefins) composites. We compared with the physico-mechanical and thermal properties between conventional plastics and agro-flour filled PBS bio-composites. The use of this results can represent the application of bio-composites. As the content of RHF mesh size, we evaluated the physico-mechanical properties, thermal properties and biodegradability of RHF filled PBS bio-composites. The mesh size of wood flour (WF) in WF filled PBS composites was 80∼100 mesh and compared with the physico-mechanical properties, thermal properties and biodegradability of RHF (80∼100mesh) filled PBS composites. Biodegradability of RHF 200mesh filled PBS bio-composites was tested in natural soil burial environment and exposed to simulated Municipal Solid Waste (MSW) aerobic compost. As the result of this study, the tensile strength of RHF filled PBS bio-composites is higher than that of RHF filled PP bio-composites and lower than that of RHF filled HDPE bio-composites. As agro-flour loading increased, decreased tensile strength of bio-composites. The tensile strength of WF filled bio-composites is higher than that of RHF filled bio-composites. This result can be affected by chemical constituents of agro-flour. According to the tensile strength of filler particle size, smller particle size slightly increase than bigger particle size. The content of agro-flour in the bio-composites reduce the ductility and increased the brittleness of bio-composites. The Izod impact strength of RHF filled PBS bio-composites is lower than that of RHF filled PP and HDPE filled PP bio-composites. As filler loading increased, Izod impact strength of agro-flour filled PBS bio-composites decreased. This result supported by SEM (scanning electorn microscopy) data. The values of water absorption and thickness swelling of the bio-composites are higher than those of the pure PBS. As the content of agro-flour increased, the water absorption and thickness swelling of the bio-composites increased. Also, the water absorption and thickness swelling of the RHF filled PBS bio-composites were slightly higher than those of the WF filled PBS bio-composites. The wood-based samples showed much higher values of water absorption and thickness swelling than the bio-composites. The thermal stability of agro-flour was lower than that of pure PBS. Also, the weight loss of cellulose and lignin begins at higher temperature than agro-flour. As agro-flour loading increased, the thermal stability and degradation temperature (T_(d)) of the bio-composites decreased and the ash content increased. The storage modulus (E') of agro-flour filled PBS systems is higher than that of PBS and increased with the increase of the agro-flour content in the bio-composites. Incorporation of agro-flour also increased the stiffness of bio-composites. There was no significant change in the glass transition temperature (T_(g)) and the melting temperature (T_(m)) for agro-flour filled bio-composites. The addition of agro-flour to the PBS resulted in a more rapid decrease in the tensile strength, notched Izod impact strength and weight loss of the agro-flour filled PBS bio-composites during natural and compost soil burial test. Biodegradability aerobic experiments were carried out under simulated municipal solid waste (MSW) aerobic compost test. The tensile strength, Izod impact strength and weight loss of the pure HDPE does not change. This is due to non-biodegradability of HDPE. The tensile strength, Izod impact strength and weight loss of RHF (200mesh) filled PBS bio-composites in compost soil burial test significantly increased than in natural soil burial test. This result can be seen by SEM morphology micrograph of degradation surface for bio-composites and FTIR-ATR analysis. As this result, we can conclude that the application of agro-flour filled bio-composites is environmentally friendly degradable materials and bio-composites is considered as alternative conventional plastic materials such as, packing, injection moulded, and one-time use products.

폴리알킬렌나프탈레이트/ 폴리 4- 비닐 페놀 블렌드의 상용성 연구

韓知伶 경희대학교 대학원 2002 국내석사

폴리알킬렌나프탈레이트/PVPh 블렌드의 상용성을 DSC 및 FT-IR 분석으로 조사하였다. PEN/PVPh 블렌드 및 PPN/PVPh 블렌드는 각각 비상용성이거나 블렌드 조성에 따라 부분적인 상용성을 나타내었다. 반면 PBN/PVPh 블렌드는 블렌드 전 조성에서 상용성을 나타내었다. PBN/PVPh 블렌드의 상용성의 판단은 DSC 분석에서 단일 Tg의 확인 및 블렌드내의 PBN 결정질의 용융점 강하로 확인하였다. PBN 및 PBN/PVPh 블렌드의 평형융점(Tmo)을 측정하고 이를 Nishi-Wang식에 적용하여 융점강하 현상에 따른 Flory interaction parameter()를 계산하였다. PBN/PVPh 블렌드에 대하여 음의 값의 가 산출되었다. 이로부터 PBN과 PVPh 사이에 분자간 상호인력이 있음을 알 수 있었으며, PBN 에스테르 C=O기와 PVPh의 O-H기 사이에 분자간 수소결합이 형성됨을 FT-IR 분석으로 확인할 수 있었다. PEN 및 PPN과는 달리 PBN의 주쇄에 함유된 butylene기(m=4)에 의한 고분자 주쇄의 유동성이 PVPh와의 상용성 유도에 큰 역활을 하는 것으로 판단되었다. The results of differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopic studies of semicrystalline poly(alkylene 2,6-naphthalates) blends with poly(4-vinyl phenol) (PVPh) are presented. Poly(alkylene 2,6-naphthalates) used for the blend sample preparation were synthesized by the ester exchange reactions followed by polycondensation reaction: poly(ethylene 2,6-naphthalate)(PEN), poly(propylene 2,6-naphthalate) (PPN) and poly(butylene 2,6-naphthalate)(PBN). Binary PEN/PVPh blends and PPN/PVPh blends are immiscible and partially miscible, reprectively, based on the DSC and FT-IR spectroscopic results.On the other hand, PBN/PVPh blends are miscible through the entire blend composition. DSC scans showed that there was only one single glass transition temperature(Tg) and crystalline melting temperature(Tm) depression for each PBN/PVPh blends. Intermolecular hydrogen-bonding interactions involving PBN ester carbonyl group and hydroxyl group of PVPh are identified by FT-IR spectroscopy. The reason for driving the miscibility of PBN/PVPh blends was discussed in terms of the chain mobility of PBN which contains the longer alkylene units than those of both PEN and PPN.