FRP용 모재수지로 다량 사용되는 불포화폴리에스터 수지(이소프탈산계, 비닐에스터계)의 내열성 및 연소특성을 열분석, 연소실험 및 SEM 관찰을 통하여 알아보았다. 열분석(TGA, D DSC) 결과 이소프탈산계 폴리에스터보다 비닐에스터수지의 내열 특성이 상대적으로 우수 한 것으로 나타났다. 연소실험 결과 이소프탈산계 폴리에스터는 수지에 유통이 생기면서 쉽 게 연소되었지만, 비닐에스터의 경우 연소 시 고체탄화물을 형성시켜 상대적으로 낮은 b burning rate 값을 보였다. 본 연구 결과 불포화 폴리에스터 수지가 연소될 때 많은 연기와 화염이 발생하므로 FRP 모재수지로 사용할 때 반드시 난연처리를 해야 함을 알 수 있었다.
불포화 폴리에스터(unsaturated polyester, UP)와 저수축제(low profile agent, LPA), 폴리스틸렌(polystyrene, PS)과의 compatibility가 불포화 폴리에스터와 저수축제의 비율, 혼합시간, 혼합온도 그리고 추가로 투입되는 불포화 폴리에스터 수지량과 같은 다양한 조건하에서 확인되었다. 1단계로 1700 rpm의 교반속도에서 제조된 수지 혼합액의 경우, 불포화 폴리에스터 수지(unsaturated polyester resin, UPR) 투입량 25 g, 약 $30^{\circ}C$의 반응온도에서 상대적으로 작은 입자 크기 및 상분리율을 나타내었다. 2단계 수지 혼합액의 경우, 2차로 투입된 45 g의 불포화 폴리에스터 수지 혼합액에서 향상된 compatibility를 보였다. 이러한 결과는 혼합조건이 불포화 폴리에스터 수지와 저수축제 혼합액의 compatibility에 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 또한, 상기조건을 통해 제조된 sheet molding compound (SMC)를 사용해서 만든 샘플은 흡수율, 수축율 및 광택도에서 향상된 결과를 나타내었다.
본 연구는 산업폐기물인 플라이애쉬를 충전재로 사용한 강섬유보강 폴리에스터 수지 복합체의 워커빌리티 및 그 역학적 특성을 구명하고, 그 제조방법을 실험적으로 검토한 것이다. 동복합체는 강섬유, 충전재(플라이애쉬, 중질탄산칼슘), 불포화 폴리에스터수지(스티타이렌 모노머), 경화촉진제(코발트옥테이트), 촉매(MEKPO) 및 굵은 골재와 잔골재를 사용하여 제조하였고, 배합조건별로 그 특성을 검토하였다. 연구결과, 플라이애쉬$\cdot$폴리에스터 수지복합체의 경우, 플라이애쉬-결합재비의 증가에 따라 압축, 인장, 휨강도 및 경화수축은 현저히 개선되었고 강섬유 보강 플라이애쉬$\cdot$폴리에스터 수지복합체의 경우 워커빌리티는 플라이해쉬-결합재비 및 강섬유혼입율 증가에 따라 저하하였으나, 압축, 휨강도 및 휨인성은 섬유혼입율 증가에 따라 현저히 증가되었다.
본 연구에서는 불포화 폴리에스터수지를 이용하여 적절한 투수성과 압축강도 및 내구성을 갖는 투수 콘크리트를 개발하고자 하였다. 투수 콘크리트 개발을 위해 사용된 재료로는 단입도 굵은골재와 결합재로서 불포화 폴리에스터수지 그리고 채움재로서 탄산칼슘을 이용하였다. 배합 방법은 굵은골재 최대치수, 결합재 비율, F/B 비율 등을 변화시키며 KS 규격에 준하여 각각의 배합에 따른 투수계수, 압축강도를 평가하였다. 그 결과, 투수계수는 약 $3.5{\times}10^{-1}cm/sec$, 공극률은 약 34%, 압축강도는 11 MPa로 나타나, 우수유출저감시설의 기준을 만족하는 것으로 나타났다.
국내 해양레저산업 중 세일요트산업은 현재 초기시장을 형성하고 있으나, 현재 정부의 해양레저 활성화 정책과 해양레저 인구 또한 관련 협회, 클럽 등의 중심으로 급속한 증가세를 이루고 있다. 이에 요트수요 증대에 따라 요트 관련 부품 소재의 경우에도 향후 그 수요가 대폭 증가할 것으로 예상되어지고 있으며, 그 중 요트용 돛(Sail)의 경우에는 전량 해외 수입에 의존하고 있어 제품개발을 통해 국산화함으로써 해외 제품의 수입대체가 요구되고 있다. 본 연구는 해외의 산업용 폴리에스터 원사로 제조된 요트세일 제품의 특성 및 성능 분석 결과와 국산 고강력 폴리에스터 소재로 제조된 요트 세일 개발 제품의 물성 및 성능을 비교 분석하고자 한다. 세일 제품 개발을 위해 해외 요트용 세일 제품을 분석한 결과, 소재는 고상중합형태의 폴리에스터 산업용 원사를 사용하여 직물자체의 고강도 및 저신도 특성발현을 위한 고밀도 제직을 실시한 것으로 분석 되었으며, 가공에서는 해양에서 사용하는 세일 직물의 특성 상 일광 및 자외선에 대한 내구성을 높이고, 황변을 방지할 수 있도록 하기 위해 직물표면에 멜라민계 수지를 이용한 함침방식의 특수코팅을 실시한 것으로 분석되었다. 이러한 해외 요트용 세일 제품의 분석결과를 바탕으로 국산 고강력 폴리에스터 고밀도 직물에 자외선 및 일광에 대한 내구성이 우수한 무황변 타입의 폴리에스터계 수지를 사용하여 단면 코팅으로 양면코팅 가공효과를 부여하는 나이프 방식의 특수코팅, 에이징 처리를 통해 세일을 제조하였다. 본 연구에서는 제조된 세일 직물 제품에 대해, 물리적 특성을 분석하기 위해 인장 강신도, 무게, 두께 및 주사전자현미경 관찰 등의 테스트를 실시하였으며, 세일 성능 분석을 위해 공기투과도, 일광견뢰도 자외선 조사 후 강도변화, 황변 Test 등의 테스트를 실시하여, 해외 선진 제품과 개발제품의 물성 및 성능에 대해 고찰하였다.
본 연구에서는 FRP용 모재수지로 사용되는 이소프탈산계 불포화폴리에스터 수지의 난 연제 첨가에 따른 연소특성의 변화에 대하여 알아보았다. 난연제로 수산화 알루미늄 ( (AHOHh), 삼산화 안티몬(Sb203), 알루미나 분말을 사용하였다. 난연제 첨가량의 증가에 따라 수지의 경도값이 감소하였다. 수산화 알루미늄의 첨가량이 증가할수록 연소속도가 감소되었다. 삼산화 안티몬을 추가로 소량(2.5 phr) 첨가할 때 잔유물의 생성량(char yield : : 31%)이 증가되고, 연소특성이 더욱 개선되었다. 결론적으로, 난연처리를 하지 않은 수지 의 경우 다량의 화염과 연기를 발생하며 격렬히 연소하였지만 난연처리하였을 경우 자기 소화성을 가지며 화염과 연기의 양이 상당히 줄어들게 됨을 알 수 있었다.
복합재료의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 기공 결함의 원인에는 각 공정에 따라 다양하게 나타난다. 본 실험을 통해서 폴리에스터 수지 및 에폭시 수지가 경화될 때 결함으로 작용하여 복합재료의 물성을 저하시키는 기공의 생성원인을 분석하였다. 압력에 의한 영향을 알아보기 위하여 진공 챔버를 제작하였고, 작업 및 환경 상 수지가 노출될 수 있는 분위기에 따른 수지의 열분석을 통하여 경화 시 휘발특성을 분석하였다. 휘발가스 성분분석을 위한 GC/MS 분석 결과 폴리에스터 수지 경화 시 반응성 희석제의 스티렌이 80% 이상 차지하였으며 그밖에 소량의 톨루엔이 검출되었다. 에폭시 수지 경화 시에도 저점도 반응성 희석제인 부틸 글리시딜 에테르가 휘발성분의 90% 이상을 차지하였다. 실험 결과 혼합공정에 의하여 수지 자체적으로 기공 생성 자리를 가지고 있으며 수지에 진공을 가하거나 가열하여 이를 효과적으로 제거할 수 있었다. 여러 공정 중 수지에 함유될 수 있는 수분의 경우 초기 휘발특성이 아세톤보다 컸으며 이밖에 반응성 희석제, 첨가제, 반응가스 등이 수지 경화 시 쉽게 휘발되어 기공 성장의 원인이 됨을 알 수 있었다.
식품의약품안전청이 최근 용기 포장의 기준 및 규격을 일부개정고시했다. 식약청은 국제기준과의 조화를 통한 다양한 제품개발 및 안전성 확보를 위하여 합성수지제 재질별 규격에 식품취급시설 중 식품과 직접 접촉하는 부분에 사용될 수 있는 경화폴리에스터수지에 대한 기준 규격을 신설한다고 밝혔다. 본 고에서는 용기 포장의 기준 및 규격 일부 개정 고시와 식품첨가물의 기준 및 규격 일부개정고시에 대해 살펴보도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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