• 제목/요약/키워드: 열 중량 분석

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열 중량-적외선 분석기를 이용한 내화 뿜칠재 일치성분석 기초연구 (Fundamental research for identification method of sprayed fire-resistive material by TG-IR)

  • 조남욱;이동호
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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    • pp.360-365
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    • 2010
  • 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.

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영동지역의 주요 수종별 낙엽과 생업의 열적특성 및 발화특성에 관한 연구 (A Study on Thermal Characteristics and Ignitability of Dead Leaves and Living Leaves for Main Species of Trees in Youngdong Areas)

  • 이해평;이시영;박영주
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.21-32
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    • 2009
  • 본 연구에서는 임내 연료의 산불 위험성을 판단하기 위하여 영동지역에 자생하는 주요 7가지 수종의 낙엽과 생엽을 대상으로 TG/DTA와 발화점 시험기를 이용하여 열적특성과 발화특성을 고찰하였다. 가열속도 변화에 따른 열 중량변화를 분석한 결과, 가열속도가 증가할수록 열적 지연현상이 나타났지만 중량감소율에 따른 잔류량은 차이가 없는 것으로 나타났다. 수종별 온도변화에 따른 열 중량분석 결과, 낙엽과 생엽 모두 침엽수가 활엽수보다 총중량감소율이 큰 것으로 나타났다. 발화특성에 대한 분석결과로는 낙엽과 침엽수의 자연발화온도가 낮고 열에 대한 저항성이 낮기 때문에 생엽과 활엽수보다 발화 위험성이 높은 것으로 나타났다.

TGA-IR을 사용한 내화 도료의 특성에 관한 연구 (Characteristics study on fire-resistant paint used by TGA-IR)

  • 조남욱;신현준;조원보;이성훈;이동호;김효진
    • 분석과학
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    • 제24권3호
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    • pp.168-172
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    • 2011
  • 건축물의 철골구조는 $500^{\circ}C$에서 휘어지거나 붕괴의 위험이 있으므로 내화 도료를 시공하여 화재로부터 건축물의 구조적 안전을 확보하여야 한다. 본 연구에서는 이 내화 도료에 대한 특성 연구를 위하여 내화 도료 열 두 제품과 내화성능이 없는 일반 도료 여섯 제품의 비교분석을 수행하였다. 비교 분석 장비로는 온도에 따른 중량 변화를 확인하기 위하여 TGA (Thermogravimetric Analyzer)를 사용하였으며, 열 중량 변화에 따른 가스 성분 변화를 분석하기 위하여 FT-IR를 사용하였다. 내화 도료 12제품에 대한 열 중량 변화는, $800^{\circ}C$까지 중량이 40%이하로 감소하는 것을 확인하였으며, 일반 도료의 경우, 50%부터 40% 내외로 중량 감소는 거의 비슷하거나 일반 도료가 높은 것으로 확인되었다. 하지만 내화 도료 중에서 6번 시료는 $800^{\circ}C$에서도 중량이 20%만 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 열분해 가스의 FT-IR 분석에 있어서 내화 도료의 경우에는 완전 연소로 인하여 $CO_2$ 피크가 높은 것으로 확인되었다. 하지만 일반 도료인 경우에는 상대적으로 $CO_2$ 피크가 낮고 가스 상태의 물 피크가 높은 것으로 확인되었다. 즉 내화 유기 도료의 경우에는 일반 유기 도료와 비교한 결과, $250^{\circ}C$까지의 TGA 그래프가 차이나는 것을 확인하였으며, 연소시 스펙트럼의 차이를 확인할 수 있었다. 그리고 내화 무기 도료는 TGA 무게 감소량으로도 특징을 확인할 수 있었다.

퇴적 마그네슘의 승온속도와 열분해특성

  • 한우섭;이수희
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.116-116
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    • 2013
  • 마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

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실내사용 목재의 연소 특성 분석(I) (Combustion Properties of Woods for Indoor Use (I))

  • 손동원;강석구
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권6호
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    • pp.675-681
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    • 2014
  • 최근 친환경 재료에 대한 국민들의 관심이 높아지면서 실내사용목재의 이용도 증가하고 있다. 본 연구는 실내사용 목재의 내화성 부여를 위한 기초자료로 활용될 수 있는 열특성 분석에 그 목적이 있다. 열방출률과 열방출량, 가스발생량, 중량감소 등의 연소성질을 열중량 분석(TGA) 및 콘칼로리미터(KS F ISO 5660-1)의 방법으로 분석하였다. 분석결과 목재의 재질적 특성은 연소적 특성으로 발현되었으며, 열적성질과 연소가스 발생량과의 관계는 상관관계가 높게 나타났다. 탄화층 형성에 의한 연소억제 효과도 수종에 따라 현저한 차이를 보였다. 총열방출량과 중량감소량은 상관관계가 높게 나타났다. 점화시간과 총열방출량 등의 자료는 목재의 내화성능부여 등의 기초 자료로서 매우 중요하리라 판단되었다.

ABC 분말소화약제의 열분해 시 목재에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on the Effect of the ABC Dry Chemical on Wood in Pyrolysis)

  • 고왕열;인세진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권3호
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    • pp.1-7
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    • 2018
  • 본 연구는 ABC 분말소화약제와 제1인산암모늄의 열분해생성물이 목재표면에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 목재표면에서 열분해 생성물을 제거하였을 때 제1인산암모늄은 점도가 높은 투명한 열분해 생성물이 눌어붙어 제거하기 힘들었으나 ABC 분말소화약제는 덩어리진 형태로 쉽게 제거되었다. 열분석 결과 각 시료의 열분해 특성은 유사하나 열분해 잔존물의 중량이 ABC 분말소화약제는 55.9%, 제1인산암모늄은 25.2%로 나타나 차이를 보였다. ABC 분말소화약제에 첨가된 첨가제가 열분해 잔존물의 중량 및 메타인산의 방신효과에도 영향을 미치는 것으로 나타났다.

숯의 유해물질과 이들의 연소 중 상변화에 대한 열분석 연구 (A Thermal Study of the Harmful Chemical Species of Charcoal and Their Transformation during Combustion)

  • 윤혜온;김기현
    • 한국광물학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.101-110
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    • 2011
  • 숯은 제조 및 활용과정에서 연소를 통해 함유된 성분들을 방출한다. 연소는 숯의 화학조성뿐만 아니라 숯의 표면 물성변화를 초래하고 다른 성분을 흡착하기 쉬운 상태로 변형시키기도 한다. 본 연구에서는 국내에서 시판되는 4종 숯에 대하여 화학적, 열적안정성과 중금속 및 유기유해물질의 거동 연구를 수행하였다. 상온에서 $400^{\circ}C$까지 열중량분석(TGA)과 시차주사열량계를 이용한 연소에 따른 중량변화와 관련된 물질거동 연구를 수행하였다. TGA 분석결과 대부분 시료에서 $200^{\circ}C$ 이전 약 10% 중량이 감소하였으며, $200^{\circ}C$ 이전에 잔류유기물과 가스상 물질이 소실되는 것을 알려준다. 열분석에 의한 질량 감소는 천연숯과 인공숯에서 다르게 측정되었다. 천연숯 K1, C1 에서는 $400^{\circ}C$까지의 가열 반응결과 약 15% 중량 감소가 있었으며, 인공숯 K2, C2의 경우 약 20%의 중량 감소가 있는 것으로 검출되었다. 가열에 의한 $400^{\circ}C$ 이하 중량감소는 주요 유기물과 VOC의 소설에 기인하는 것으로 나타났다. 화학조성분석에 근거한 X-선 회절분석을 실시하였다. 분석결과 첨가제인 Ba이 $Ba(NO_3)_2$$BaCO_3$ 등의 형태로 $NaNO_3$와 함께 숯에 다량 존재하는 것으로 분석되었다.

폴리히드라존계 킬레이트 고분자의 합성과 특성 (Synthesis and Characterization of Chelated Polymers of Polyhydrazones)

  • 김공수;이영우;이두희
    • 대한화학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.543-551
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    • 1985
  • $p^-$, $m^-$, o-phthalaldehyde 및 5,5'-methylene-bis-salicyl aldehyde (PPTA, MPTA, OPTA, MBSA)와 5,5'-methylene-bis-salicylic dihydrazide, terephthalic dihydrazide 및 sebacic dihydrazide(MBSDH, TDH 및 SDH)등의 디히드라지드 화합물을 DMF-$CH_3COOH$ 혼합용액 중에서 축합반응으로 몇가지 새로운 폴리히드라존을 합성하였다. 합성한 폴리히드라존과 그의 금속킬레이트의 용해성, 흡수스펙트라 및 열적성질에 대하여 검토하였다. OPTA와 MBSDH의 반응으로 얻어진 폴리히드라존을 제외한 폴리히드라존과 그의 금속킬레이트는 일반적으로 보통 유기용매에 불응성이었다. 폴리히드라존의 중량열분석 결과 250-350$^{\circ}$C 사이에서 10%의 중량감소가 일어났고 500$^{\circ}$C고 500 폴리히드라존의 중량열분석 결과 250~350$^{\circ}$C 사이에서 10%의 중량감소가 일어났고 500$^{\circ}$C에서 32.5~63.5% 범위의 잔유중량을 나타내었다. 합성한 폴리히드라존 중에서 PPTA-MBSDH(IIa)및 MBSA-MBSDH(IIIa)가 열분해온도가 비교적 높았으며 IIa의 금속킬레이트에 있어서는 Zn(II)-IIa>Ni(II)-IIa>Co(II)-IIa>Cu(II)-IIa의 순서로 열분해온도가 저하되었다.

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