고분자 산업이 발전하기 위한 동기로써 고분자 내의 다양한 가스기포를 도입함으로써 고분자의 함량을 줄이는 것과 재생된 재료를 사용함으로써 가격을 낮추는 것이다. 본 논문의 부분에서는 이산화탄소발포제를 이용한 일괄 발포기술로 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 복합 발포체를 제조하였다. 퍠타이어 분말의 함량과 산무수물이 도입된 폴리프로필렌의 결정화는 점도와 셀의 형태를 통해 연구하였다. 폴리프로필렌/폐타이어분말의 복합 발포체는 다양한 기포구조형태를 보였고, 폐타이어 분말이 관찰 된 부분의 셀 구조가 크게 나타났으며 이러한 폐타이어 분말의 집중은 셀 구조를 약하게 만들어 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 접착력을 저하시키기 때문에 포화 압력과 온도와 같은 제조과정 조건들이 셀 구조에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 연구하였다. 산무수물이 도입된 폴리프로필렌과 폐타이어분말의 함량이 50:50 비율의 복합체 미세발포 셀은 매우 균일하고 고른 구조를 보였는데 이는 낮은 밀도와 기계적 물성향상과 관련되어 있다. 또한 기계적 특성의 평가 결과 발포 조건들은 셀 형태에 중요한 영향을 미쳤다. 폐타이어 분말의 재활용 요구들은 특별한 기술들이 필요로 하는데 이는 폐타이어 고무는 열경화성 수지이며 열가소성 수지와 같이 재활용이 되지 않기 때문이다. 폐타이어 분말 재활용에 대한 가능성은 열가소성수지와의 결합을 통한 TPVs 를 통해 가능해졌다. 본 논문의 부분에서는, Bituman 처리된 폐타이어 분말을 근거로 뛰어난 TPVs 개발이다. Bituman과 폐타이어분말의 함량의 영향, 산무수물이 도입 된 SEBS-g-MA 의 함량이 TPVs 소재의 마지막 기계적 물성에 주는 영향을 시행착오와 오차를 줄일 수 있는 실험디자인(...
고분자 산업이 발전하기 위한 동기로써 고분자 내의 다양한 가스기포를 도입함으로써 고분자의 함량을 줄이는 것과 재생된 재료를 사용함으로써 가격을 낮추는 것이다. 본 논문의 부분에서는 이산화탄소발포제를 이용한 일괄 발포기술로 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 복합 발포체를 제조하였다. 퍠타이어 분말의 함량과 산무수물이 도입된 폴리프로필렌의 결정화는 점도와 셀의 형태를 통해 연구하였다. 폴리프로필렌/폐타이어분말의 복합 발포체는 다양한 기포구조형태를 보였고, 폐타이어 분말이 관찰 된 부분의 셀 구조가 크게 나타났으며 이러한 폐타이어 분말의 집중은 셀 구조를 약하게 만들어 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 접착력을 저하시키기 때문에 포화 압력과 온도와 같은 제조과정 조건들이 셀 구조에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 연구하였다. 산무수물이 도입된 폴리프로필렌과 폐타이어분말의 함량이 50:50 비율의 복합체 미세발포 셀은 매우 균일하고 고른 구조를 보였는데 이는 낮은 밀도와 기계적 물성향상과 관련되어 있다. 또한 기계적 특성의 평가 결과 발포 조건들은 셀 형태에 중요한 영향을 미쳤다. 폐타이어 분말의 재활용 요구들은 특별한 기술들이 필요로 하는데 이는 폐타이어 고무는 열경화성 수지이며 열가소성 수지와 같이 재활용이 되지 않기 때문이다. 폐타이어 분말 재활용에 대한 가능성은 열가소성수지와의 결합을 통한 TPVs 를 통해 가능해졌다. 본 논문의 부분에서는, Bituman 처리된 폐타이어 분말을 근거로 뛰어난 TPVs 개발이다. Bituman과 폐타이어분말의 함량의 영향, 산무수물이 도입 된 SEBS-g-MA 의 함량이 TPVs 소재의 마지막 기계적 물성에 주는 영향을 시행착오와 오차를 줄일 수 있는 실험디자인(DOE)으로 접근하였다. 최적화는 하이브리드인공 신경망 - 유전자 알고리즘 hybrid artificial neural network-genetic algorithm(ANN-GA) 기술을 이용하여 마무리하였다. 양적 관계는 소재의 함량과 기계적 물성의 윤곽선이 같은 형식으로 나타났으며, 이는 실험적으로 최적의 함량인 것이 확인되었다. 또한 폴리프로필렌/폐타이어 분말 복합 발포체는 이산화탄소 발포제를 이용한 일괄 발포기술로 제조하였으며 Bituman과 SEBS-g-MA 함량, 압력 그리고 온도 조건이 마지막 셀 구조에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 목분이 첨가 된 플라스틱 복합체(WPC)의 주요한 결점은 나무와 플라스틱의 높은 밀도를 비교하였을 때 근본적으로 모든 고분자수지와의 낮은 결합력이다. 높은 물성과 경량성의 WPC 소재 개발을 위해서는 압출기의 스크류 조합과 속도 그리고 충진재인 실리카의 함량, 다양한 상용화제를 이용한WPC복합체의 물리-기계적 특성과 발포 특성에 대한 연구가 이루어져야 한다. 그래서 본 실험에서는 폴리프로필렌과/목분 섬유 복합체를 동방향 이축 스크류 압출기를 통해 제조하였다. 미세발포 구조에 가까운WPC 복합 발포체는 pressure-quench batch 공정법을 통해 제조되었다, 우선 압출 최적 조건 결정을 위해 스크류 조합과 속도에 대한 실험을 진행하였다. 다음으로 최적조건의 가공공정 하에서 실리카 함량의 영향을 WPC/silica 복합체 물성을 통해 연구하였고, 복합체의 밀도와 관련된 마지막 셀 구조에 대해서 연구하였다. 마지막으로 다양한 상용화제의 영향을 기계적, 형태학적, 결정성, 유변학적 특성을 평가를 통해 알아보고, 마지막 셀 구조와 관련된 밀도에 관해 조사하였다. 또 다른 WPC의 결점으로 그들은 높은 인화성을 꼽을 수 있다. 유기소재의 경우, 고분자와 나무 섬유는 불에 매우 민감하며, 복합 소재의 난연성을 향상은 나무 섬유 복합체 제품의 안정성 요구에 없어서는 안될 매우 중요한 항목이다. 본 논문의 부분에서는, 암모니움폴리포스플레이트(APP)와 실리카를 난연제로 이용하였고, 이렇게 제조 된 복합체의 분해특성과 난연성, 발포성 그리고 기계적 물성에 대해 연구하였다. 산소 제한 지수 (LOI)는 콘 칼로리메터와 열중량분석기 (TGA)를 통해 난연특성을 연구하였다. 이와 함께, WPC 복합 발포체는 이산화탄소 발포제를 이용한 일괄 발포기술로 제조 하였으며, 마지막 셀 구조에 미치는 APP와 실리카 함량 그리고 가공 조건에 대해 토의하였다.
고분자 산업이 발전하기 위한 동기로써 고분자 내의 다양한 가스기포를 도입함으로써 고분자의 함량을 줄이는 것과 재생된 재료를 사용함으로써 가격을 낮추는 것이다. 본 논문의 부분에서는 이산화탄소발포제를 이용한 일괄 발포기술로 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 복합 발포체를 제조하였다. 퍠타이어 분말의 함량과 산무수물이 도입된 폴리프로필렌의 결정화는 점도와 셀의 형태를 통해 연구하였다. 폴리프로필렌/폐타이어분말의 복합 발포체는 다양한 기포구조형태를 보였고, 폐타이어 분말이 관찰 된 부분의 셀 구조가 크게 나타났으며 이러한 폐타이어 분말의 집중은 셀 구조를 약하게 만들어 폴리프로필렌과 폐타이어 분말의 접착력을 저하시키기 때문에 포화 압력과 온도와 같은 제조과정 조건들이 셀 구조에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 연구하였다. 산무수물이 도입된 폴리프로필렌과 폐타이어분말의 함량이 50:50 비율의 복합체 미세발포 셀은 매우 균일하고 고른 구조를 보였는데 이는 낮은 밀도와 기계적 물성향상과 관련되어 있다. 또한 기계적 특성의 평가 결과 발포 조건들은 셀 형태에 중요한 영향을 미쳤다. 폐타이어 분말의 재활용 요구들은 특별한 기술들이 필요로 하는데 이는 폐타이어 고무는 열경화성 수지이며 열가소성 수지와 같이 재활용이 되지 않기 때문이다. 폐타이어 분말 재활용에 대한 가능성은 열가소성수지와의 결합을 통한 TPVs 를 통해 가능해졌다. 본 논문의 부분에서는, Bituman 처리된 폐타이어 분말을 근거로 뛰어난 TPVs 개발이다. Bituman과 폐타이어분말의 함량의 영향, 산무수물이 도입 된 SEBS-g-MA 의 함량이 TPVs 소재의 마지막 기계적 물성에 주는 영향을 시행착오와 오차를 줄일 수 있는 실험디자인(DOE)으로 접근하였다. 최적화는 하이브리드 인공 신경망 - 유전자 알고리즘 hybrid artificial neural network-genetic algorithm(ANN-GA) 기술을 이용하여 마무리하였다. 양적 관계는 소재의 함량과 기계적 물성의 윤곽선이 같은 형식으로 나타났으며, 이는 실험적으로 최적의 함량인 것이 확인되었다. 또한 폴리프로필렌/폐타이어 분말 복합 발포체는 이산화탄소 발포제를 이용한 일괄 발포기술로 제조하였으며 Bituman과 SEBS-g-MA 함량, 압력 그리고 온도 조건이 마지막 셀 구조에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 목분이 첨가 된 플라스틱 복합체(WPC)의 주요한 결점은 나무와 플라스틱의 높은 밀도를 비교하였을 때 근본적으로 모든 고분자수지와의 낮은 결합력이다. 높은 물성과 경량성의 WPC 소재 개발을 위해서는 압출기의 스크류 조합과 속도 그리고 충진재인 실리카의 함량, 다양한 상용화제를 이용한WPC복합체의 물리-기계적 특성과 발포 특성에 대한 연구가 이루어져야 한다. 그래서 본 실험에서는 폴리프로필렌과/목분 섬유 복합체를 동방향 이축 스크류 압출기를 통해 제조하였다. 미세발포 구조에 가까운WPC 복합 발포체는 pressure-quench batch 공정법을 통해 제조되었다, 우선 압출 최적 조건 결정을 위해 스크류 조합과 속도에 대한 실험을 진행하였다. 다음으로 최적조건의 가공공정 하에서 실리카 함량의 영향을 WPC/silica 복합체 물성을 통해 연구하였고, 복합체의 밀도와 관련된 마지막 셀 구조에 대해서 연구하였다. 마지막으로 다양한 상용화제의 영향을 기계적, 형태학적, 결정성, 유변학적 특성을 평가를 통해 알아보고, 마지막 셀 구조와 관련된 밀도에 관해 조사하였다. 또 다른 WPC의 결점으로 그들은 높은 인화성을 꼽을 수 있다. 유기소재의 경우, 고분자와 나무 섬유는 불에 매우 민감하며, 복합 소재의 난연성을 향상은 나무 섬유 복합체 제품의 안정성 요구에 없어서는 안될 매우 중요한 항목이다. 본 논문의 부분에서는, 암모니움폴리포스플레이트(APP)와 실리카를 난연제로 이용하였고, 이렇게 제조 된 복합체의 분해특성과 난연성, 발포성 그리고 기계적 물성에 대해 연구하였다. 산소 제한 지수 (LOI)는 콘 칼로리메터와 열중량분석기 (TGA)를 통해 난연특성을 연구하였다. 이와 함께, WPC 복합 발포체는 이산화탄소 발포제를 이용한 일괄 발포기술로 제조 하였으며, 마지막 셀 구조에 미치는 APP와 실리카 함량 그리고 가공 조건에 대해 토의하였다.
Motivation of the polymer industry towards to introduction of a large number of gas bubbles inside a polymer was to reduce the amount of polymer, another way to drive down costs is to use recycled materials. In this dissertation, PP/WGRT composite foams were produced with the batch foaming technique...
Motivation of the polymer industry towards to introduction of a large number of gas bubbles inside a polymer was to reduce the amount of polymer, another way to drive down costs is to use recycled materials. In this dissertation, PP/WGRT composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The content of waste ground rubber tire (WGRT) and maleic anhydride grafted PP on the crystallinity, viscosity and cell morphology were studied. The foam of PP/WGRT composites shows a unique bimodal (large and small) cellular structure, in which the large-cells embrace a WGRT powder, the cell structure was deteriorated at high concentration of waste rubber because of the poor adhesion of PP and waste rubber, the effect of processing conditions such as saturation pressure and temperature on the cell structures were also investigated. PP-g-MA/WGRT (50/50) produced microcellular foams with a very fine and uniform cell structure, lower relative densities and improved mechanical properties. The results of mechanical properties were significantly affected by the foaming conditions which varied with the cell morphologies. Recycling of waste ground rubber tire requires special techniques because waste ground rubber tire is a thermoset material, which cannot be reprocessed like thermoplastics. A promising way of ‘recycling’ waste ground rubber tire powder (WGRT) is to incorporate it into thermoplastics to obtain thermoplastic vulcanizes (TPVs). In this part, one novel TPV material based on bitumen treated waste ground rubber tire powder (WGRT) was produced. The effect of ratio of bitumen and WGRT, the maleic anhydride-grafted styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS-g-MA) content on the final mechanical properties of TPV were predicted by design of experiments (DOE) rather than by “trial and error” approach. Optimization was done using hybrid artificial neural network-genetic algorithm (ANN-GA) technique. A quantitative relationship was presented between the material concentration and the mechanical properties as a set of contour plots, which were confirmed experimentally by testing the optimum ratio. At the same time, PP/WGRT composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The effect of bitumen content, SEBS-g-MA, pressure and temperature on the final cell structure was investigated. The main drawbacks of Wood-fiber filled plastic composites (WPC) are their poor adhesion to basically all matrix polymers and high density compared to natural wood and certain plastics. In order to produced high properties and lightweight of WPC product, the objective of this part was to investigate the effects of screw configuration, screw speed, silica content and various compatibilizer on the physico-mechanical and foaming properties of Wood-fiber/PP composites. Wood-fiber/PP composites were produced on the intermeshing co-rotating twin screw extruder. Microcellular closed cell Wood-fiber/PP composite foams were prepared using pressure-quench batch process method. First, an attempt has been made to determine the optimum conditions of extrusion that involve are screw configurations, screw speed. And then, under the optimal processing conditions, the effect of silica content on the physico-mechanical properties of Wood-fiber/PP/Silica composite, and on the final cell morphology as well as the relative density of the foamed Wood-fiber/PP/Silica composites were studied. Finally, and various compatibilizer on the mechanical properties, morphology, crystallinity and rheological properties of Wood-fiber/PP composites, and on the final cell morphology as well as the relative density were investigated. Another drawback of WPCs is their high flammability. As organic materials, the polymers and the wood fibers are very sensitive to flame; improvement of flame retardancy of the composite materials has become more and more important in order to comply with the safety requirements of the wood fiber-composite products. In this part, the Ammonium polyphosphate (APP) and silica were used as flame retardants, the mechanical properties, flame retardancy, thermal degradation and foaming properties of Wood-fiber/PP composites have been investigated. The limiting oxygen index (LOI), cone calorimeter and thermal gravimetric analysis (TGA) were employed for the study of fire retardance. The synergistic effect of APP and silica on the flame retardant properties was also studied. Meanwhile, Wood-fiber/PP composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The effect of APP and silica content and processing conditions on the final cell structure was discussed.
Motivation of the polymer industry towards to introduction of a large number of gas bubbles inside a polymer was to reduce the amount of polymer, another way to drive down costs is to use recycled materials. In this dissertation, PP/WGRT composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The content of waste ground rubber tire (WGRT) and maleic anhydride grafted PP on the crystallinity, viscosity and cell morphology were studied. The foam of PP/WGRT composites shows a unique bimodal (large and small) cellular structure, in which the large-cells embrace a WGRT powder, the cell structure was deteriorated at high concentration of waste rubber because of the poor adhesion of PP and waste rubber, the effect of processing conditions such as saturation pressure and temperature on the cell structures were also investigated. PP-g-MA/WGRT (50/50) produced microcellular foams with a very fine and uniform cell structure, lower relative densities and improved mechanical properties. The results of mechanical properties were significantly affected by the foaming conditions which varied with the cell morphologies. Recycling of waste ground rubber tire requires special techniques because waste ground rubber tire is a thermoset material, which cannot be reprocessed like thermoplastics. A promising way of ‘recycling’ waste ground rubber tire powder (WGRT) is to incorporate it into thermoplastics to obtain thermoplastic vulcanizes (TPVs). In this part, one novel TPV material based on bitumen treated waste ground rubber tire powder (WGRT) was produced. The effect of ratio of bitumen and WGRT, the maleic anhydride-grafted styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS-g-MA) content on the final mechanical properties of TPV were predicted by design of experiments (DOE) rather than by “trial and error” approach. Optimization was done using hybrid artificial neural network-genetic algorithm (ANN-GA) technique. A quantitative relationship was presented between the material concentration and the mechanical properties as a set of contour plots, which were confirmed experimentally by testing the optimum ratio. At the same time, PP/WGRT composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The effect of bitumen content, SEBS-g-MA, pressure and temperature on the final cell structure was investigated. The main drawbacks of Wood-fiber filled plastic composites (WPC) are their poor adhesion to basically all matrix polymers and high density compared to natural wood and certain plastics. In order to produced high properties and lightweight of WPC product, the objective of this part was to investigate the effects of screw configuration, screw speed, silica content and various compatibilizer on the physico-mechanical and foaming properties of Wood-fiber/PP composites. Wood-fiber/PP composites were produced on the intermeshing co-rotating twin screw extruder. Microcellular closed cell Wood-fiber/PP composite foams were prepared using pressure-quench batch process method. First, an attempt has been made to determine the optimum conditions of extrusion that involve are screw configurations, screw speed. And then, under the optimal processing conditions, the effect of silica content on the physico-mechanical properties of Wood-fiber/PP/Silica composite, and on the final cell morphology as well as the relative density of the foamed Wood-fiber/PP/Silica composites were studied. Finally, and various compatibilizer on the mechanical properties, morphology, crystallinity and rheological properties of Wood-fiber/PP composites, and on the final cell morphology as well as the relative density were investigated. Another drawback of WPCs is their high flammability. As organic materials, the polymers and the wood fibers are very sensitive to flame; improvement of flame retardancy of the composite materials has become more and more important in order to comply with the safety requirements of the wood fiber-composite products. In this part, the Ammonium polyphosphate (APP) and silica were used as flame retardants, the mechanical properties, flame retardancy, thermal degradation and foaming properties of Wood-fiber/PP composites have been investigated. The limiting oxygen index (LOI), cone calorimeter and thermal gravimetric analysis (TGA) were employed for the study of fire retardance. The synergistic effect of APP and silica on the flame retardant properties was also studied. Meanwhile, Wood-fiber/PP composite foams were produced with the batch foaming technique using CO₂ as blowing agent. The effect of APP and silica content and processing conditions on the final cell structure was discussed.
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