세륨옥사이드나노입자(CNP)첨가가 치면열구전색재 기계적 성질에 미치는 영향

정미애,김동애 한국콘텐츠학회 2020 한국콘텐츠학회논문지 Vol.20 No.6

본 연구는 세륨옥사이드나노입자(CNP)를 함유한 치면열구전색재를 제조하고 기계적 특성을 평가하고자 하였다. CNP를 상업용 ConciseTM 치면열구전색재에 0-4.0 wt% 혼합하고 비커스경도(2 x 10 mm)와 굽힙강도(2 x 2 x 25 mm) 시편을 제작 후 37℃ 수중에서 1. 7. 14일 보관하였다. 재료시험기(Instron, 3344)로 분당 1 mm/min 속도로 평가하였다. 결과는 일원배치 분산분석과 Duncan사후검정으로 실시하였다(p<0.05). 실험결과 굽힘강도와 탄성계수는 다소 차이를 보이긴 하였지만 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으며 비커스경도는 CNP첨가한 실험군에서 통계적 유의한 차이가 나타났다(p<0.05). 위의 결과는 CNP를 첨가한 치면열구전색재의 기계적 성질 향상을 위한 잠재성이 있음을 입증한 것이라 사료된다. 향후 CNP의 첨가양에 따른 효율성과 폭 넓은 임상 연구가 필요할 것으로 사료된다. The aim of this study was to investigate the mechanical properties of pit and fissure sealant containing cerium oxide nano particles(CNP). Used to mix with pit and fissure sealant (ConciseTM, USA). CNP was added into liquid (0- 4.0 wt%) of pit and fissure sealant. The specimens for the vickers hardness (VHN; 10 x 2 mm), Three-point flexure (FS; 2 x 2 x 25 mm) with flexure modulus (FM) were obtained from cements at 1, 7, and 14 days after storing in (37±1)℃ distilled water. All mechanical strength tests were conducted using machine (Instron 3344) with a cross-head speed of 1 mm/min. Data were statistically analyzed by one-way ANOVA and Duncan posthoc test(p<0.05). Mechanical properties of conventional pit and fissure sealant could be enhanced by addition of CNP. Three-point flexure and modulus of pit and fissure sealant containing CNP were showed a slightly higher value not significantly with the group(p>0.05). The vickers hardness values were increase significantly with incubation time(p<0.05). Results indicated that CNP can be used considered as potential reinforcing agent for increasing mechanical properties for conventional pit and fissure sealant. Therefore, it was suggest that the additional effects of CNP and research on a wide range of substances.

β-TCP 첨가량에 따른 생분해성 PLA/β-TCP 복합체의 생체활성과 기계적 특성 평가

문희정(Hee-Jung Moon),김설악(Seol-Ak Kim),김동애(Dong-Ae Kim) 한국콘텐츠학회 2021 한국콘텐츠학회논문지 Vol.21 No.3

본 연구는 PLA에 β-TCP를 첨가한 복합체의 생체활성도와 기계적 성질을 평가하고자 한다. 클로로프롬 용액에 24 시간 교반기를 이용해서 PLA와 β-TCP를 무게별로 0, 10, 30, 50 wt% 용해한 후 에탄올 용액에서 PLA/β-TCP 복합체를 추출 후 사출성형을 통해 다양한 기계적 평가를 위한 시편을 제작하였다. SBF 인체유사 체액에 1, 7, 30, 90 일 동안 침전하여 생체활성도를 평가하였다. 본 연구 결과 PLA/β-TCP 10-30 wt% 첨가한 실험군에서는 유의하게 강도가 증가하였으나 50 wt% 첨가한 실험군에서는 감소하였다. 결론적으로 β-TCP 30 wt% 이상 첨가하는 것은 사출성형 고분자 복합체의 기계적 특성이 개선되지 않는다. 표면 생체활성도는 90일 침전 후 표면 전체에 아파타이트 결정을 형성하였다. β-TCP는 표면특성과 기계적 성질 개선효과가 있음을 입증하였다. 향후 PLA/β-TCP 첨가량에 따른 효율성과 폭 넓은 물성 연구가 필요할 것으로 사료된다. The aim of the present study was to investigate the mechanical properties of melt-injected poly lactic acid (PLA) composites with β-tricalcium phosphate (β-TCP). The PLA mixed with calcined PLA/β-TCP powder to be contents of 0, 10, 30, 50 wt%, respectively, was dissolved in chloroform solvent under stirring for 24 h. Then the liquid mixtures were dropped into ethanol to extract solvent. After drying, the well-dispersed PLA/β-TCP composites were granulated and melt-injected to prepare specimens for various mechanical testing. PLA/β-TCP induced the precipitation of an apatite bone-mineral phase on the surface after immersion in a human simulated body fluid (SBF) for 90 days, showing in bioactivity. Mean various mechanical properties PLA/β-TCP composite were increased up to 10-30 wt% with significantly in part and composite were decreased 50 wt% of showing in mechanical properties. In conclusion, Over 30 wt% addition of β-TCP to PLA may be not advisable to improve the mechanical properties of melt-injected polymeric composites. Results indicated that β-TCP can be used considered as potential reinforcing agent for increasing mechanical properties for PLA. Therefore, it was suggest that the additional effects of β-TCP and research on a wide range of substances.

과일 껍질의 펙틴과 해조류의 알긴산을 이용한 생분해성 플라스틱 제조 및 특성 분석

남윤해,조강성,신지륜,김미란 한국과학영재교육학회 2024 과학영재교육 Vol.16 No.1

본 연구에서는 환경 보호 및 지속 가능한 발전을 위해 버려지는 과일 껍질에서 추출한 펙틴과 생산성이 높은 해조류에서 얻은 알긴산을 활용한 비식용 작물 기반 포장재 형태의 생분해성 플라스틱을 제조하고 기계적⋅화학적 성질 분석 실험을 수행하였다. 계산화학을 이용해 선행연구에서 사용한 칼슘과 아연 이온 중 펙틴, 알긴산과의 결합친화도 평균값이 더 높은 아연 이온을 고화할 금속이온으로 선정하고 펙틴과 알긴산의 조합을 달리해 다섯 종류의 생분해성 플라스틱을 제조했다. 그후 인장 실험, 내화학성 실험을 통해 최적의 기계적⋅화학적 성질을 가진 펙틴과 알긴산 조합을 탐색했다. 그 결과 [펙틴 4g, 알긴산 4g], [펙틴 2g, 알긴산 6g] 조합이 선행연구에서 제시한 [알긴산 8g]보다 기계적 성질과 화학적 성질 모두 우수한 것으로 나타났다. 따라서 알긴산만 사용하는 것보다 알긴산과 펙틴을 25∼50% 정도 혼합하여 포장재 형태의 생분해성 플라스틱을 제조할 때 기계적 성질과 화학적 성질이 더 우수할 것으로 보인다. In this study, biodegradable plastics in the form of non-edible crop-based packaging materials utilizing pectin extracted from discarded fruit peels and alginic acid obtained from highly productive algae were prepared and subjected to mechanical and chemical characterization experiments for environmental protection and sustainable development. Using computational chemistry, zinc ions with higher average binding affinity to pectin and alginate were selected as the metal ions to be solidified among calcium and zinc ions used in previous studies, and five types of biodegradable plastics were prepared by varying the combination of pectin and alginate. The results showed that the combinations of [4g pectin, 4g alginic acid], [2g pectin, 6g alginic acid], and [2g pectin, 6g alginic acid] had better mechanical and chemical properties than [8g alginic acid], which was suggested in previous studies. Therefore, it seems that biodegradable plastics with 25∼50% alginic acid and pectin have better mechanical and chemical properties than alginic acid alone.

Heat-Treated Polyvinyl Alcohol/Cellulose Nanocrystal Film with Improved Mechanical Properties and Water Resistance

Son Van Nguyen,Bong-Kee Lee(이봉기) 한국기계가공학회 2021 한국기계가공학회지 Vol.20 No.11

In this study, the water resistance and mechanical properties of heat-treated polyvinyl alcohol (PVA)/cellulose nanocrystal (CNC) films were investigated. PVA is the most commonly used synthetic biodegradable polymers owing to its excellent properties. However, the water/moisture sensitivity and relatively poor mechanical properties of PVA limits its applications. Although heat treatment is a conventionally used method to improve the mechanical strength and water resistance of PVA, the effectiveness of this method is insufficient. Therefore, CNC was used to further improve the mechanical properties and water resistance of the heat-treated PVA film. PVA/CNC nanocomposites containing CNC contents of 0, 1, 3, 5, and 10 wt% were fabricated using solvent casting and subsequent heat treatment. The mechanical properties and water resistance of PVA/CNC films were significantly improved. The tensile strength and wet strength of the PVA/CNC film with a CNC content of 5 wt% (PVA/CNC 5%) were 184.5% and 136.0% higher than those of the untreated PVA, respectively. In addition, the water absorption and solubility of PVA/CNC 5% were 56.6% and 68.2% lower than those of the untreated PVA.

지대치 재료의 환경변화에 따른 물리적 성질에 관한 연구

황유숙,최경규,박상진 大韓齒科保存學會 2005 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.30 No.2

The purpose of this study was to measure the flexural strength and hardness of four core materials in 4 different medias and to evaluate the relationship between the physical properties. For the flexural strength, the specimens were prepared from each of the following materials: Bisfil Core, Core Max, Fuji IX GP, Miracle Mix and randomly divided into four groups and stored at 37 degree C in the following medias: distilled water for 24 hours (DW/1), distilled water for 30 days (DW/30). 2%NaF for 30 days (NF/30), 0.02N lactic acid for 30 days (LA/30). After storage, the specimens were subjected to flexural strength testing and calculated to flexural modulus. For hardness testing, specimens were prepared from four materials and storaged in the uniform way. After storage, the specimens were subjected to Vicker's hardness testing. 1. The flexural strength of Core Max were the highest, and the flexural strength of Miracle Mix were the lowest. 2. The hardness of Bisfil Core were the highest. 3. The hardness of Core Max were the highest. 4. The hardness of Miracle Mix were the lowest. 5. 2%NaF and 0.02N lactic acid negatively affected the flexural strength and hardness of four core materials. 비금속 지대치 재료의 구강 내 환경변화에 따른 물리적 성질을 구명하기 위하여 4종의 지대치 재료를 다양한 환경에 보관한 후 굴곡강도 및 표면경도의 변화를 관찰하여 조건에 따른 영향을 구명하고자 이 연구를 시행하였다. Bisfil Core, Core Max, Fuji IX GP, Miracle Mix를 사용하여 굴곡강도 측정을 위한 시편을 제작한 후 최대하중을 측정하여 굴곡강도와 굴곡탄성계수를 계산하였다. 표면경도 측정을 위하여 아크릴릭 레진블럭에 상기 4종의 재료를 충전하여 중합시킨 후 순차 연마하여 경도측정을 위한 시편을 제작하고 Vickers hardness를 계산하였다. 1. 굴곡강도는 Core Max에서 가장 높고 Miracle Mix에서 가장 낮았다. 2. 37℃ 증류수에 24시간 보관한 군에서 Bisfil Core가 경도가 가장 높았다. 3. 30일 저장군에서는 Core Max가 경도가 가장 높았다. 4. 모든 군에서 Miracle Mix가 가장 낮은 경도를 나타냈다. 5. 2% NaF용액과 0.02N lactic acid용액은 증류수보다 지대치 재료의 굴곡강도와 표면경도를 저하시켰다.

인산부산석고와 카올린을 활용한 시멘트용 마이크로 결합재의 재료 특성에 관한 기초적 연구

오홍섭,박종탁,이원홍 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.14 No.3

본 연구에서는 고비용의 실리카흄의 대체재로서 인산부산석고와 카올린을 활용한 시멘트매트릭스의 화학적, 기계적 성질에 대하여 분석하였다. 실험을 위하여 인산부산석고는 이수석고 형태인 건조석고, 반수석고, Ⅲ형 무수석고, Ⅱ형 무수석고로 실험용시료를 제조하였으며, 900℃에서 소성된 카올린은 서냉과 급냉의 형태로 제조된 메타카올린의 형태로 제조하였다. 또한 이재료를 활용하여 혼합시멘트를 제조하였으며, 제조된 시멘트를 사용하여 실리카 흄을 혼입한 시멘트 매트릭스와 재료적 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 급냉제조된 메타카올린이 다른 재료에 비하여 성능이 우수한 것으로 분석되었다. In this study, it is investigated the mechanical chemical properties of cement matrix using phosphogypsum and kaolin as a admixture for the substitutive materials to silica fume which is so expensive. For the test, phosphogypsum is modified as dihydrate, hemihydrate, type Ⅲ anhydrite, and type Ⅱ anhydrite, respectively and furnaced kaolin at 900℃ was also manufactured into meta kaolin by air cooling and water cooling method. The chemical characteristic and mechanical properties of various type of blended cements contained above mentioned gypsum and meta kaolin materials analyzed and compared with those characteristics of cement matrix with silica fume. From the test, the cement mixed meta kaolin made in water cooling has more excellent quality than other material.

반응성 기계적 분쇄에 의해 제조한 Mg-10wt.% MnO의수소 저장 성질

송명엽,배종수,권익현,권성남,박찬기 한국수소및신에너지학회 2005 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.16 No.1

수소 분위기에서 10wt.%MnO와 기계적인 분쇄(반응성 기계적 분쇄)에 의해 Mg의 수소 저장 성질을 향상시켰다. 회전 속도는 250 rpm, 밀링시간은 2 h, 그리고 시료 대 볼 중량비는 1/45이었다. 준비한 Mg-10wt.%MnO 시료는 활성화를 위한 수소화물 형성 분해 싸이클링이 필요없었으며, 첫 번째 싸이클 593K 12 bar H2에서, 10분 동안에 3.12wt.%, 60분 동안에 3.95wt.%의 수소를 흡수하였다. 또한 Mg-10wt.%MnO는 593K 0.8 bar H2에서 60분 동안에 2.12wt.%의 수소를 방출하였다. MnO와 Mg의 방응성 분쇄는, 핵생성을 용이케 하고 (Mg 입자의 표면에 결함 형성과 첨가물에 의해), Mg 입자의 표면에 crack을 만들어 Mg의 입자 크기를 줄여 그 결과 수소 원자의 확산 거리를 작게 함으로써 수소 흡수 방출 속도를 증가시킨다. 수소화물 형성 분해 싸이클링은 Mg 입자의 표면에 crack을 만들고 Mg의 입자 크기를 줄여 수소 흡수 방출 속도를 증가시킨다.

재료의 기계적 성질에 의한 연마제 워터제트의 절단특성

진윤호(Yun-Ho Jin),정남용(Nam-Yong Chung) 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.5

Abrasive waterjet (AWJ) cutting is an emerging technology for material processing with the distinct advantages of no thermal effect, high machinability, high flexibility and small cutting forces. In this paper, we investigated the experimental effects of mechanical properties for materials on cutting characteristics by abrasive water jet. It is shown that the proper variation of the cutting parameters such as water jet pressure, cutting speed and cutting depth and mechanical properties for several materials improve the roughness on workpiece surface produced by AWJ cutting. From the result, the optimal cutting condition to improve the surface roughness considering mechanical properties for materials are proposed and discussed.

폐플라스틱 재생복합소재의 기계적 성질에 미치는 폴리머 첨가제의 효과

김종민,이성규,김건홍,조성수,홍현선 한국자원공학회 2010 한국자원공학회지 Vol.47 No.5

Effects of polymer additives on mechanical properties of recycled plastic waste components (ABS, HIPS, and PP) were individually studied. Although tensile stress of ABS was higher than those of HIPS and PP with and without additives, polymeric SBS additives improved elongation of the individual plastic component. Elongation of HIPS was most significantly enhanced, in spite of the compromised tensile properties, and it is regarded as the most promising raw material in injection molding, by which most of the contemporary plastic goods are fabricated. On the other hand, reduction of tensile stress was most distinctively observed for ABS and this is attributed to the polymeric nature of the SBS additive which is presumed to convert dominantly crystalline structure of ABS into amorphous one. 폐플라스틱을 재활용하여 실용적이고 경제성 있는 재생복합소재의 개발에 기여할 목적으로 ABS, HIPS, PP 폐플라스틱 단일소재의 기계적 특성 측정 및 SBS 첨가제가 폐플라스틱 재생복합소재의 기계적 특성에 미치는 효과를 연구하였다. 폐플라스틱의 단일 소재별 인장시험 결과 ABS의 인장강도가 HIPS, PP보다 현저히 높았으나 첨가제를 넣은 폐플라스틱 재생복합소재의 인장시험 결과 전반적으로 인장강도의 감소와 연신율의 증가가 관찰되었다. 이러한 사실에 비추어 볼 때 첨가제의 함량에 따라 인장강도 등 다양한 기계적 특성의 조절이 가능함을 알 수 있었고 무엇보다도 플라스틱 사출성형에 투입되는 재생복합소재의 특성 중 아주 중요한 연신율을 향상시키는데 SBS 첨가제의 효과가 현저함을 알 수 있었다. 첨가제의 함량대비 인장강도의 감소효과는 ABS에서 가장 현저하게 관찰된 반면 첨가제에 의한 연신율의 향상효과는 HIPS에서 가장 두드러졌다. 이는 ABS 자체의 우세한 결정성이 고무질을 띈 SBS의 첨가로 인해서 광범위하게 무정형화 된 결과 폐플라스틱 입자들 사이의 전단 응력이 감소하기 때문인 것으로 간주된다. HIPS의 경우 첨가제 함량이 증가함에 따라 연신율의 증가 정도가 매우 현저한 특성에 비추어 HIPS가 사출성형에 적합한 재생플라스틱의 물성을 제어하는데 가장 바람직한 소재인 것으로 판단된다.

슈퍼2상 스테인리스강의 기계적 성질에 미치는 W첨가의 영향

김수천(S. C. Kim),김윤규(Y. K. Kim),최한글(H. G. Choi),강창롱(C. Y. Kang) 한국동력기계공학회 2009 한국동력기계공학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.6

To recognize the effect of W addition on the mechanical properties in super duplex stainless steel, different W content is prepared. And we makes an experiment on different aging heat treatment conditions. At the result of, the effect of aging temperature is low precipitation of sigma phase at 475 °C, but precipitation of sigma phase at 600℃ and 750℃ is rapidly increased. But at 900 °C, precipitation of sigma phase is lower than former times, because precipitation region of sigma phase is missed. Therefore, hardness and strength are higher than former times, but impact values and elongation are decreased. At 600℃, the effect of aging time is low precipitation of sigma phase at the shortest time, but the longer time aging heat treatment, the more increase sigma phase increased. Therefore, hardness and strength are higher than the shortest time, but impact values and elongation are decreased. Specimen of W added decrease precipitation of sigma phase than specimen of W not added, because specimen's of W added sigma phase is decreased that Mo is substituted to W, relatively low diffusion coefficient. So, hardness and strength of specimen of W not added are higher than specimen of W added, but impact values and elongation of specimen of W not added are lower than specimen of W added.