Abstract
While perfluoroalkane (PFA), a liquid state nucleating agent for a rigid polyurethane foam (RPUF) to enhance the thermal insulation property, has the excellent nucleating characteristics, it is very expensive as well as environmentally harmful due to the fluoride compound. Many researches, therefore, have been performed to develop the alternative nucleating agents to replace PFA. In the present work, a multi-wall carbon nanotube (MWCNT) was used as a sloid state nucleating agent, and thereby the effects on the property changes of the RPUF were carried out. Average cell size decreased from 165.6 for base RPUF to $162.9{\mu}m$ and cell uniformity was also enhanced, showing the standard cell-size deviation of 45.6 and 35.2, respectively. While k-factor of base PUF was $0.01763kcal/m.hr.^{\circ}C$, that of the sample with 0.01 phr MWCNT showed 1.02% reduced value of $0.01745kcal/m.hr.^{\circ}C$. Though the compressive yield stress is nearly the same as $0.030{\times}105Pa$ for the both samples, initial modulus of the sample with 0.01 phr MWCNT was higher than that of base sample. it was considered as the results that small amount of MWCNT could play a sufficient role as the effective nucleating agent for RPUF, showing that an echo-friendly RPUF with reduced-cost could be fabricated, which has an enhanced thermal and mechanical properties.
경질 폴리우레탄 폼(RPUF) 제조에서의 단열성 향상을 위하여 사용되는 PFA (Perfluoroalkane)는 액상의 발포 기핵제로서 성능은 뛰어나지만 매우 고가일 뿐만 아니라 불소화합물로서 환경 유해성 물질이다. 따라서 이를 대체할 수 있는 고성능의 대체 기핵제 개발에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 이에 대하여 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 고상 기핵제로 사용하여 제조한 샘플에서의 셀 크기 및 단열 성능과 기계적 물성에 미치는 영향을 비교 연구하여 보고자 하였다. 셀의 평균크기는 $165.6{\mu}m$에서 $162.9{\mu}m$로 상대적으로 더 작아졌으며, 표준 편차 역시 각각 45.6 및 35.2로서 상대적으로 더 균일한 셀 크기 분포를 가진 것으로 나타났다. k-factor 값 역시 0.01763 및 $0.01745kcal/m.hr.^{\circ}C$의 값으로서 1.02%가 감소된 더 작은 값을 나타내었다. 또한 압축 응력 시험에서의 초기 모듈러스는 상대적으로 더 큰 값을 나타내었으나 압축항복 응력은 약 $0.030{\times}105Pa$로서 거의 같은 값을 나타내었다. 이러한 결과들로 부터 MWCNT는 매우 우수한 기핵제로 작용함을 알 수 있었고, 따라서 소량의 MWCNT를 기핵제로 사용하여 경제적이면서도 우수한 단열효과와 기계적 물성을 지닌 친환경적인 경질 폴리우레탄 폼을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.