한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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pp.360-367
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2005
PMMA는 우수한 물성으로 인하여 각종 소재 및 건축자재로 널리 활용되고있다. PMMA는 열 분해시 모노머 단위가 일정하게 이탈하는 unzip reaction을 나타내어 모노머로의 회수가 용이한 특징을 가지고있다. PMMA를 열분해하여 MMA를 회수하기 위한 기초연구로써 본 연구에서 TGA를 이용한 열분해특성을 조사하였다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제18권1호
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pp.13-21
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2011
본 논문에서는 계절성을 가지는 다변량 비정상 시계열자료의 분석 방법을 연구한다. 이를 위하여, 3가지의 다변량 시계열분석 모형(계절형 공적분 모형, 계절형 가변수를 가지는 비계절형 공적분 모형, 차분을 이용한 벡터자기회귀모형)을 고려하고, 한국의 실제 거시경제 자료를 이용하여 3가지 모형의 예측력을 비교한다. 공적분 모형은 단기적 예측에서 우수하였고, 장기적 예측에서는 차분을 이용한 벡터자기회귀모형이 우수하였다.
분자동역학 모의실험을 이용하여 간단한 van der Waals 상호작용하는 이성분 혼합물 계의 섞임 자유에너지 및 섞임 엔트로피 등 섞임과 관련된 열역학 함수들을 계산하는 방법을 소개한다. 각 혼합물의 과잉 자유에너지는 열역학 적분 (thermodynamic integration)방법을 이용하여 계산하고, 이성분 혼합물의 섞임 관련 열역학 함수들은 Hess의 법칙을 확장함으로써 구한다. 계산 결과로부터 온도가 증가할수록 계의 섞임 Helmholtz 자유에너지는 감소하며, 섞임 내부에너지도 감소함을 알 수 있다. 섞임 엔트로피는 온도가 증가할수록 이상기체의 섞임 엔트로피에 접근함을 알 수 있다. 섞임 Helmholtz 자유에너지에 대한 섞임 내부에너지와 섞임 엔트로피 기여도를 조사한 결과 이 계의 섞임 과정을 주도하는 추진력은 엔트로피에 의한 것임을 알 수 있다. 본 연구 방법과 결과를 이용함으로써 학부생들이 혼합물의 열역학 성질을 이해하는데 도움을 주리라 기대한다.
현장에서 내화피복재(내화뿜칠재)의 품질을 확인할 수 있는 간편한 품질방법이 부재하여 열 중량-적외선 분석 장치를 이용하여 내화피복재의 일치성 분석을 시도하였다. 국내의 9종 인정 내화뿜칠재에 대한 열 분해 곡선을 확인 하고, 이때 특정 성분을 측정하였다. 국내 시판 9종의 내화뿜칠재는 $400^{\circ}C$이내에서 무게변화가 15% 정도 감소하다가 $400^{\circ}C$부터 $1200^{\circ}C$까지 무게 변화가 거의 없이 유지되는 특성을 보였다. 이때 초기 열분석으로부터 발생되는 가스에 대한 적외선 스펙트럼의 분석결과로 O-H band 및 $CO_2$가 확인되었다. 하지만 내화성능이 없는 흡음뿜칠재의 경우에는 $400^{\circ}C$부터 $1200^{\circ}C$사이에 무게 중량이 급격하게 변화되는 것을 확인 할 수 있었다. 열중량-적외선 분석 장치를 이용하여 두 재료의 열분해곡선 및 적외선스펙트럼 변화를 측정하였으며, 이 분해 곡선을 통계처리 방식인 PCA (Principal components analysis)통계처리를 통해서 내화뿜칠재의 진위 구분이 가능함을 확인하였다.
저공해 소각 시스템이 구성되어 현재 폐기물처리의 주축을 이루고 있으나 경제 발전과 환경에 대한 인식, 재활용을 위한 분리수거율 향상 등으로 인하여 폐기물의 발열량이 점차 증가되고 있는 실정이다. 따라서 높은 발열량을 이용한 에너지의 효율적 이용에 대한 요구와 소각로에서 필수적으로 수반되는 중금속 ash문제, dioxin의 저감문제 등을 보다 효과적으로 처리하는 방법에 대한 연구가 끊임없이 지속되어 왔다. 여기에서는 최근에 가장 현실적으로 접근되고 있는 열분해시스템, 열분해용융시스템, 열분해가스화용융시스템의 대표적인 설비에 관하여 기술하였다.
합성한 Diglycidyl ether of 4,4'-dihydroxy-α-methylstilbene (DGE-DHMS)에 1-Methyl Imidazole을 2:1의 비율로 첨가하여 새로운 액정 에폭시 올리고머인 DDA를 합성하여 열안정성을 평가하였다. TGA분석을 통해 얻어진 결과로 볼 때 액정상과 isotropic상에서 열안정성의 차이는 관찰되지 않았고, Flynn-Wall-Ozawa method와 Kissinger method를 이용하여 계산한 열분해 활성화 에너지값의 비교 결과 열분해가 진행되는 동안 일정한 메커니즘이 작용함을 확인할 수 있었다.
분무 열분해법이란 전구체를 용해시킨 용액을 수 마이크론에서 수십 마이크론 크기의 액적으로 분무한 후, 용매를 증발시키고 석출된 전구체를 열분해하여, 입자 및 필름을 제조하는 공정이다. 이 분무 열분해법의 핵심 요소는 전구체,용매, 액적 제조 그리고 분해 반응기 등 4가지이다. 이 4가지 요소의 적절한 조합에 의해서 현존하는 거의 대부분의 입자와 필름을 제조할 수 있는 범용성이 높은 기술이다. 현재 기술 수준으로는 상업적인 성공을 거두기는 힘들지만 향후 다성분계의 입자나 필름, 혹은 고기능성 입자의 제조에 응용될 경우 매우 유용한 기술로 각광을 받을 전망이다. 본 총설에서는 이 분문 열분해법을 이용해서 만들어지는 입자 중에서 주로 형광체를 중심으로 지금까지 개발된 다양한 분무 열분해 공정 기술을 소개한다
화석연료의 고갈이 가시화됨에 따라 이를 해결하기 위한 대체에너지원의 확보를 위해 다양한 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는 폐기물 특히 플라스틱 폐기물의 안정적인 처리 및 청정가스의 생산방법을 연구하기 위해서 선행적으로 플라스틱 폐기물의 열분해 특성을 조사하였으며, 그 반응모델을 제시하여 열분해로의 설계인자의 도출하고자 하였다. 대상 폐 플라스틱류로서 PE, PP, PVC, RPF 등을 이용하였고, 열중량분석기와 tube furnace를 통해서 온도에 따른 분해반응 특성을 확인하였다. 열분해 특성조사를 한 결과 PE, PP 등은 잔류 char가 없이 $400^{\circ}C$ 전후에서 완전 분해하였으며, PVC의 경우 $400^{\circ}C$ 이후에도 약 20% 이상의 char가 잔류함을 확인하였고, RPF의 경우에도 약 10%의 char이 잔류함을 확인하였다. 또한 각각의 열분해 특성을 DTG/TGA분석을 통해서 적정체류시간을 구할 수 있었고, 다단열분해 가스화기를 이용하여 합성가스를 제조한 결과 2500 kcal / $Nm^3$의 높은 발열량을 가진 합성가스를 제조할 수 있었다.
비등온 TGA 실험방법을 이용하여 가교 사이트가 서로 다른 chlorine cure-site ACM 고무와 carboxylic cure-site ACM 고무 두 종류에 대하여 열분해 거동을 연구하였다. 분해 반응이 최대인 점의 온도는 모든 승온 속도에서 carboxylic cure-site ACM 고무의 열분해 특성이 상대적으로 더 안정함을 보여 주었다. Kissinger의 해석 방법에 의한 활성화에너지는 chlorine cure-site ACM 및 carboxylic cure-site ACM 고무에 대하여 각각 118.6 및 105.5 kJ/mol로 나타났으며, Flynn-Wall-Ozawa의 해석방법에서의 전환율 0.1~0.2 범위의 평균과 유사한 값을 나타내었다. 반응차수 해석으로부터 두 시험편 모두 일반적인 고무와 유사한 다중 복합반응에 의하여 열분해 반응이 진행됨을 알 수 있었다.
0.1, 0.5, 1.0, 2.0% epichlorohydrin으로 가교결합시킨 감자 전분을 각각 5% 첨가한 polyethylene cast 필름을 제조하여 이들의 기계적 성질 및 열분해 특성, 생분해 특성을 분석하였다. Instron으로 측정한 필름의 기계적 성질에서는 가교결합 감자 전분으로 제조한 필름이 무처리 감자 전분으로 제조한 필름보다 인장강도, 신장율, 인장에너지 모두가 더 높게 나타나 필름의 기계적 강도가 향상되었음을 알 수 있었다. FT-IR과 Instron으로 측정한 필름의 열분해 특성에서는 가교결합 감자 전분으로 제조한 필름이 무처리 감자 전분으로 제조한 필름보다 빠르게 열분해됨이 확인되었다. 또한 필름의 생분해 특성에서도 가교결합 감자 전분으로 제조한 필름이 무처리 감자 전분으로 제조한 필름보다 생분해 정도가 더 뛰어난 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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