To address the need for a suitable thermoplastic resin-based sizing agent for accommodating the increasing demands of carbon fiber-reinforced plastic, in this work, alcohol-soluble polyamide 6 (PA6) and silane were chemically combined in a certain ratio to improve the mechanical interface properties of the carbon fiber/PA6 composite, and the enhancement in the mechanical interface strength of the final composite according to the treatment time was confirmed. Carbon fiber surface properties were analyzed through ultrahigh-resolution field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray photoelectron spectroscopy, and Fourier transform infrared spectrometry. The tensile strength of carbon fibers before and after hybrid sizing treatment and the mechanical interfacial shear strength of the final composite were analyzed using tensile and universal testing machines, respectively. After the hybrid sizing treatment, the introduction of the sizing agent to the carbon fiber surface was confirmed through FE-SEM, and a simultaneous increase in the surface roughness was observed. Moreover, the interfacial adhesion was confirmed to increase significantly, as compared to that of the desized carbon fiber. Therefore, this modified sizing agent treatment serves as an effective method for improving the mechanical interfacial adhesion between the carbon fiber and the PA6 matrix.

In the fabrication of joined materials between anodized aluminum alloy and polymer, the performance of the metalpolymer joining is greatly influenced by the chemical properties of the oxide film. In a previous study, the dependence of physical joining strength on the thickness, structure, pore formation, and surface roughness of films formed on aluminum alloys is investigated. In this study, we investigated the effect of silane coupling treatment on the joining strength and sealing performance between aluminum alloy and polymer. After a two-step anodization process with additional treatment by silane, the oxide film with chemically modified nanostructure is strongly bonded to the polymer through physical and chemical reactions. More specifically, after the two-step anodization with silane treatment, the oxide film has a three-dimensional (3D) nanostructure and the silane components are present in combination with hydroxyl groups up to a depth of 150 nm. Accordingly, the joining strength between the polymer and aluminum alloy increases from 29 to 35 MPa, and the helium leak performance increases from 10−2-10−4 to 10−8-10−9 Pa m3 s−1.

Biomass porous carbons derived from Laminaria japonica were prepared by KOH and H3PO4 activation methods, respectively. The results indicated that the chemical activation had an apparent effect on the molecular framework and space of materials. To enhance the selective adsorption for organic acids, biomass carbons were modified by dopamine combined with N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane. The SEM and BET results illustrated the effect of the chemical activation approach on the morphology and porous texture. The biomass porous carbon using KOH activation method had the highest surface area (up to 1558 m2/ g). Compared with unmodified materials, the modified materials showed higher adsorption capacity for organic acids (27.90 μg/mL for chlorogenic acid and 25.47 μg/mL for caffeic acid). It was suggested that modification of porous carbons might be a viable pathway to increase the specific adsorption affinity and efficiency for organic acids in dried jujube samples.

본 연구에서는 염색⋅염료 산업의 폐수 처리 및 재활용 공정에 분리막을 적용하고자 실란 커플링제를 이용하여 상용화된 나노복합막을 표면 개질하였다. 실란 커플링제는 말단 관능기가 다른 octyltrimethoxysilane (OcTMS)와 (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS)을 사용하였으며, 표면 개질을 통해 염료 분리 및 내오염성을 향상시키고자 하였다. XPS, FE-SEM, EDX 분석을 통하여 막 표면의 화학 구조 변화 및 실란 적층을 확인하였고, AFM 분석을 통해 개질막의 표면 모폴로지를 확인하였다. Zeta potential을 통해 실란 개질 막이 상용막 대비 표면 전하가 중성으로 변하는 것을 확인하였다. 그 결과, OcTMS와 APTMS로 개질한 막의 내오염성은 NE70에 비해 약 2배 이상 향상되었다. 또한, 실란으로 표면 개질한 나노복합막은 음이온 염료(Orange II) 용액에서 약 90% 이상, 양이온 염료(Safranin-O) 용액에서 약 98% 이상의 염료 제거율을 나타내어 양이온 염료 용액 처리에 적합한 것을 확인하였다.

염색공정으로부터 배출되는 염료⋅염색 폐수를 효과적으로 제거하고 재활용하기 위해 막분리법을 적용하고자 하였고, 본 연구에서는 상용화된 나노복합막 표면을 실란 커플링제로 개질하여 분리막 성능을 향상시키고자 하였다. NaCl, MgSO4를 사용하여 개질한 막의 성능 평가를 진행하였고, 그 결과 상용막에 비해 투과도와 제거율이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 또한 염색, 염료 폐수의 분리 특성을 확인하고자 인공염색 폐수를 적용하였고, UV 흡광도 측정을 통해 99% 이상의 제거 성능을 확인할 수 있었다. 제조된 분리막의 표면 특성은 AFM, XPS, FE-SEM, FT-IR, Contact angle 등을 이용하여 분석하였다.

최근, 실리카는 코팅제 및 복합체의 충전제로 많이 사용되고 있으며 상용성을 증가시키기 위하여, 실리카 표면의 실라놀기를 커플링제와 반응시켜 특정한 작용기를 도입하는 표면 처리가 사용되고 있다. 본 연구에서는 초임계이산화탄 소를 용매로 사용하여 실리카 나노 파티클을 실란커플링제로 표면 개질 하는 반응을 연구하였다. 실란커플링제로 3-(trimethoxysilyl)propylmethacrylate (MPS), (3-Glycidoxypropyl) trimethoxysilane (GPS), (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APS) 세 가지 종류를 사용하였다. TGA 측정 시 감소된 양은 실리카의 표면 개질된 실란커플링제의 비율로 볼 수 있다. MPS로 개질된 실리카는 6시간 반응 시 6%, 12시간 반응 시 7%, 24시간 반응 시 9% 감소하였다. APS로 개질된 실리카는 6, 12 및 24시간 반응 시 15% 감소를 보였다. GPS로 개질된 실리카는 6시간 반응 시 6%, 12시간 반응 시 10%, 24시간 반응 시 30% 감소되었다. 가수 분해 된 GPS의 수산기가 실리카 표면의 에폭 사이드 그룹과 반응 할 수 있기 때문에 반응 시간이 길어질수록 GPS 비율이 증가합니다.

We present the effect of a coupling agent on the optoelectrical properties of few-walled carbon nanotube (FWCNT)/epoxy resin hybrid films fabricated on glass substrates. The FWCNT/epoxy resin mixture solution was successfully prepared by the direct mixing of a HNO3-treated FWCNT solution and epoxy resin. FWCNT/binder hybrid films containing different amounts of the coupling agent were then fabricated on UV-ozone-treated glass substrates. To determine the critical binder content (Xc), the effects of varying the binder content in the FWCNT/silane hybrid films on their optoelectrical properties were investigated. In this system, the Xc value was approximately 75 wt%. It was found that above Xc, the coupling agent effectively decreased the sheet resistance of the films. From microscopy images, it was observed that by adding the coupling agent, more uniform FWCNT/binder films were formed.

SMC(Sheet molding compound)욕조 생산시 발생하는 폐 FRP를 보강재로서 재활용하기 위하여 불포화 폴리에스테르 매트릭스 수지에 보강하고 보강재와 매트릭스 수지의 계면 결합력을 증진시키기 위하여 보강재를 실란계 커플링제[3-methylacryloxyviny1 silane (MAOS)]로 전 처리하여 복합재를 제조하고 기계적 물성 및 계면현사에 대하여 관찰하였다. 보강률이 20wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률이 각 각 110MPa, 8.0GPa로 가장 우수하였으며 커플링제(MAOS)의 노동가 0.50wt%인 복합재의 굴곡강도 및 굴곡탄성률은 약 10%정도 향상되어 각 각 120MPa, 9.2GPa을 나타내었다. 또한 주사전자현미경 관찰 결과 보강재를 커플링제(MAOS)로 처리한 복합재의 보강재와 매트릭스 수지는 물리, 화학적을 잘 결합하여 보강재와 매트릭스 수지의 계면에서 pull out현상이 확인되지 않았으며 크랙도 발생하지 않았다.

화학적으로 손상된 모발은 모발 자체의 물리적 특성이 약해져서 일상생활 중에 외부 자극에 취약하다. 본 연구의 목적은 모발 케라틴 단백질간의 화학적 결합이 모발의 인장강도를 회복이 반복적인 빗질 하에서 더 이상의 모발 악화를 방지하는지 여부를 결정하는 데 있다. 손상된 모발은 펌 시술을 통해 얻었다. 펌 손상 모발을 관능성 가교제인 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)을 이용하여 실란 커플링 및 카르보디이미드 반응을 통해 모발 내부에 가교 결합이 형성되도록 처리하였다. 인장 강도, 영률 및 고원 응력(plateau stress)을 포함한 물리적 특성을 측정하여 내부 가교 결합의 효과를 확인하였고, 가교 결합의 존재는 Fourier transform infrared (FT-IR) 분광법으로 확인하였다. 모발 절단 및 갈라짐의 정도는 건조 상태 모발의 반복적 빗질 시험으로 평가하 였다. 결과적으로 화학적으로 손상된 모발의 물리적 성질은 내부 가교 결합으로 회복되었다. APTES의 실란 커플 링 및 카르보디이미드 반응의 결합은 FT-IR 스펙트럼으로 확인하였다. 열을 가하면서 반복적으로 빗어 낸 후 모발의 절단 및 갈라짐 방지가 확인되었다. 인간의 모발은 펌 시술을 포함한 화학적 손상으로 약화될 수 있으므로 이러한 특성을 복원하는 것은 헤어 케어 업계의 주요 과제다. 본 연구에서는 화학적 결합을 통해 손상된 모발의 내부에 가교 결합 형성이 모발의 건강을 회복시키는 강력한 방법이 될 수 있음을 시사한다.