• Composites Research
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• 제34권1호
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• pp.16-22
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• 2021

폴리우레탄폼(PUF)은 연질, 반경질, 경질 형태로 제작이 가능하여 산업적으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중에서도 경질 폴리우레탄폼은 우수한 기계적 특성과 낮은 열전도도를 가지고 있어, 건축물의 단열재와 천연가스 운수송 분야에서 보냉재로 사용되고 있다. 해당 분야에서는 기계적 강도는 높이고 열전도도는 낮추고자 하는 기술적 수요가 꾸준히 요구되고 있다. 본 연구에서는 경질 폴리우레탄폼을 제작하고, 교반기의 임펠러 형태(Propeller, Dispersed turbine)에 따른 폼의 미세구조와 물성 변화를 연구하였다. FE-SEM 이미지 및 Micro-CT 분석을 통해 Dispersed turbine으로 제조한 폼의 평균 기공 크기가 Propeller로 제조한 기공보다 21.5% 작은 것을 확인하였다. 압축 강도는 작은 기공을 가진 폼에서 15.4% 향상되었고, 열전도도는 3.1% 감소하였다. 이러한 결과는 PUF 복합재 제조에 활용될 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.493-498
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• 2016

본 연구에서는 영하 $163^{\circ}C$의 극저온 환경에서 저장되는 액화천연가스 운반선 방열시스템에 적용되는 폴리우레탄 폼 단열재의 기계적 강도를 향상시키기 위한 연구의 일환으로 폴리우레탄 폼 합성 시 산화그래핀을 첨가한 산화그래핀-폴리우레탄폼을 개발하였다. 우선 Hummers 방법을 이용하여 산화그래핀을 합성하였으며, 폴리올과 이소시아네이트의 중합반응 시 산화그래핀의 중량비를 다르게 첨가하여 산화그래핀-폴리우레탄 폼 벌크를 제작하였다. 미세구조 분석을 통해 산화그래핀의 양에 의존한 산화그래핀-폴리우레탄 폼의 셀 안정성에 대해 분석 하였으며, 이와 동시에 산화그래핀이 폴리우레탄 폼 셀에 미치는 영향에 대해 분석하고자 하였다. 또한, 기계적 강도를 계측하기 위해 극저온용 챔버를 탑재한 만능재료시험기의 온도를 제어하여 상온 및 영하 $163^{\circ}C$의 극저온 환경에서 압축시험을 수행하여 기계적 거동 및 파손 특성에 대해 규명하였다. 시험 결과 산화그래핀의 양이 증가 할수록 기계적 강도는 향상되지만, 일정량 이상이 되면 셀형성을 방해하여 셀 구조의 안정성이 저하되고 기계적 강도 또한 저하되는 현상을 관찰하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.123-127
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• 2012

본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 변형이 발생하는 원인을 규명하기위해 합성된 폴리우레탄 폼을 온도와 노화시간을 다르게 하여 영구압축음율을 측정하였다. 폼의 변형의 원인을 알아보기 위해 FT-IR로 구조분석을 하였으며 TGA, DSC, DMA를 통해 열분석을 진행 하였다. 실험 결과 폼의 변형이 발생하기 위해서는 일정량 이상의 열에너지가 필요하다는 것을 알았으며 FT-IR 결과 폼의 변형이 발생으로 인한 구조의 변화가 발생하지 않는다는 것을 확인하였다. 열분석 결과 폼의 변형이 발생하는 온도 구간에서 분해에 의한 무게 감소가 없었으며 열 흐름상에는 특별한 차이가 없었다. 그러나 hard segment의 유리전이온도 이상부터 저장 모듈러스 감소율이 커졌으며 이로 인해 복원력이 감소한 것을 알았다.

• 한국가스학회지
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• 제20권2호
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• pp.30-34
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• 2016

본 연구에서는 LNG나 LPG등과 같은 초저온용 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼을 대체하기 위한 연구의 일환으로 레졸형 페놀수지를 사용하여 페놀 폼을 합성하였다. 페놀 수지 발포 폼을 합성하기 위해 HCFC-141b, HFC-365mfc와 HFC-227fa의 혼합물, n-pentane, cyclopentane, n-hexane 및 cyclohexane을 발포제로 사용하여 발포제에 따른 페놀수지 폼의 물성변화를 고찰하였다. 발포제로 cyclohexane을 사용하였을때 가장 우수한 단열성능과 압축강도를 나타내었으며 동일한 발포제를 사용하여 합성한 폴리우레탄 폼과의 내열성을 비교한 결과 폴리우레탄 폼에 비해 매우 우수한 내열성을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제34권5호
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• pp.442-449
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• 2010

본 연구에서는 hard segment 함량(%)별로 친수성의 폴리우레탄 프리폴리머를 합성한 후 다양한 발포 혼합 조성액을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하였다. 그 결과 사슬연장제를 도입한 폴리우레탄 프리폴리머가 도입하지 않은 것에 비해 기계적 물성이 우수하였다. 또한 폴리우레탄 구조에 hard segment 함량(%)을 높임으로써 폴리우레탄의 기계적 물성을 향상시킬 수 있었다. 한편 발포 혼합조성액에서도 F-68, 글리세린, CMC 등의 원료 배합비를 조정함으로써 최종적으로 제조된 폴리우레탄 폼의 기계적 물성과 흡수도, 흡수속도, 모폴로지 등을 조절할 수 있었다. 제조된 폴리우레탄 폼은 세포배양 결과 세포적합성이 우수하였고, 동물실험 결과 대조군인 거즈에 비하여 월등한 창상치유 효과를 보였으므로 창상치료용 소재로서의 적용 가능성이 높음을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.208-212
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• 2009

나노클레이는 높은 종횡비와 불연성, 나노 스케일의 크기로 인해 고분자 나노복합체의 첨가물로 널리 이용되고 있다. 최근엔 나노클레이를 폴리우레탄 폼에 적용함으로써, 열적 특성 및 기계적 특성이 향상되었다는 연구결과들이 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 물성에 대한 나노클레이의 농도와 초음파 분산의 효과에 대해 기술하였다. 제조된 나노클레이/폴리우레탄 폼의 특성은 복원시간, 압축변형, 셀의 모양 및 인장 실험 등을 통해 분석되었다. 그 결과, 초음파처리는 나노클레이의 분산에 매우 효과적이었고, 소량 첨가 시에는 폼 물성의 향상을 보였으나, 3 wt% 이상의 나노클레이 첨가는 오히려 물성의 저하를 초래함을 확인할 수 있었다. 특히, 초음파를 통해 분산시킨 20A 나노클레이 1 wt%가 첨가된 폴리우레탄 폼이 균일한 셀 사이즈와 뛰어난 치수안정성 등의 가장 최적화된 물성을 나타내었다. 본 연구결과는 건축용 단열재 등의 제조에 적용할 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제24권2호
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• pp.208-213
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• 2013

본 연구에서는 인계 난연제가 첨가된 연질 폴리우레탄 폼을 합성하여 난연제의 종류에 따른 난연성능 변화를 고찰하였다. 난연제로는 Tetramethylene bis(orthophosphorylurea) [TBPU]와 Phosphinyl alkylphosphate ester [CR-530], Resorcinol bis diphenylphosphate [RDP], Triethyl phosphate [TEP] 등을 사용하였다. 열중량분석기를 사용하여 난연제에 따른 폴리우레탄 폼의 열분해거동을 알아보았으며, 콘칼로리미터를 이용하여 열방출량, 질량감소율, 연기발생량, CO 및 $CO_2$ 발생량 등을 측정하였다. TBPU가 첨가된 폴리우레탄 폼은 난연제가 첨가되지 않은 폴리우레탄 폼에 비하여 낮은 온도에서 분해가 시작되었으나 고온에서는 많은 양의 char를 생성하였다. 콘칼로리미터 시험 결과 TBPU가 첨가될 경우 평균 발열량, 최대 발열량, 유효연소열, 질량감소율, CO 및 $CO_2$ 발생량이 감소하였고 다른 난연제에 비하여 낮은 값을 나타내어 우수한 난연성능을 나타냄을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.16-20
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• 2005

LNG저장탱크용 경질 폴리우레탄 폼의 발포에 많이 사용되어온 것은 CFC-11이었으며 현재 사용되고 있는 것은 HCFC-l4lb이다. 하지만 CFC-11과 이의 대안으로 사용되고 있는 HCFC-l4lb는 성층권에 존재하는 오존층(ozone layer)을 파괴하기 때문에, 선진국의 경우 CFC-11은 1996년부터 사용이 금지되어 왔으며 HCFC-141b도 2005년부터 사용이 금지될 예정이다. 이러한 국제적 제약으로 인해 이들 발포제를 대체할 차세대 발포제와 이를 이용한 폴리우레탄 폼에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 HFC계 발포제를 사용하여 합성한 경질폴리우레탄 폼의 물리적, 기계적 특성을 측정하였으며 이 결과를 HCFC-l4lb를 사용하여 합성한 경질폴리우레탄 폼의 특성과 비교하였으며 이로부터 LNG저장탱크용 단열재에 있어서 HFC계 발포제의 HCFC-l4lb대체가능성에 대하여 검토하였다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.648-653
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• 1998

본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 셀 내부구조 및 크기가 친유성 유체의 흡유능에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였다. 우선 다양한 분자량의 폴리올 (GP-1000, GP-3000, GP-4000, GP-5000)을 이용하여 폴리우레탄 폼을 제조하여 그 기본적인 물성을 조사하였다. 폴리올의 분자량이 증가함에 따라 셀 크기가 감소하고 흡유량이 2000% 이상 증가하였다. Surfactant량이 증가하고 흡착되는 유체의 점도가 증가함에 따라 흡유량이 현저하게 감소함을 알 수가 있었다. 또한 폴리올의 분자량이 증가함에 따라 표면강도가 상승하였는데 이는 분자량 증가에 따른 유체점도의 상승이 폼밀도를 증대시킨데 기인한 것으로 해석할 수 있었다. 폼생성시 교반속도가 증가하여도 밀도가 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.115-122
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• 2012

LNG저장탱크의 보냉제로 사용되는 폴리우레탄 폼의 NCO index에 대한 영향을 알아보기 위해 대체발포제인 HFC-365mfc를 사용하여 NCO index와 촉매를 변화시키면서 폴리우레탄 폼을 합성하였다. 폴리우레탄 폼의 물성변화를 고찰하기 위해 만능시험기, 시차주사열량계, 주사전자현미경, 적외선 분광기를 이용하였다. 촉매의 종류를 PC-8과 33LV, TMR-2로 변화시키고 양을 변화시킨 결과 촉매의 종류에 따라 압축강도의 차이가 발생하였으나 밀도에는 영향을 미치지 않음을 확인하였다. 또한 촉매의 첨가량이 증가할수록 압축강도도 증가하는 경향을 나타내었다. 겔화촉매인 PC-8과 33LV를 사용한 폼을 노화시킨 결과 NCO index가 증가하면 유리전이온도와 압축강도가 증가하였으나 삼량화 촉매인(TMR-2)를 사용한 폼을 노화시킨 결과 노화전후의 물성차이가 발생하지 않았으며 이는 초기 반응시 삼량화 여부에 기인함을 FT-IR을 사용하여 규명하였다.