고분자/층상실리케이트 나노복합체(polymer/layeres silicate nanocomposite, PLSNs) 필름은 보통 내부층을 나트륨과 같은 양이온을 이용한 이온교환을 통해 유기화된 clay로 만든 재료의 새로운 형태이다. 이것은 중합법, 용액법, 그리고 용융법과 같은 다양한 방법으로 제조할 수 있으며, 열경화성, 열가소성이나 탄성고분자와 같은 넓은 범위의 고분자를 기질로 사용할 수 있다. PLSNs 필름은 고분자 사슬이 일정한 간격으로 쌓여있는 실리케이트에 삽입하여 간격을 넓히는 삽입형과 각각의 실리케이트 층이 고분자 기질에 불균일하게 분산되어 형성하는 박리형 두 가지 형태의 구조를 얻을 수 있다. 이러한 새로운 분야의 재료는 보통 5 wt$\%$ 이하의 소량의 clay 함유만으로도 향상된 기계적, 열적 특성을 얻을 수 있다. 그리고 clay의 함유량이 증가할수록 기체 투과경로인 tortuosity가 증가하여 기체 투과도가 감소한다.
건축물에서의 3D 프린팅은 구조재 및 비구조재로의 적용으로 구분되며, 비구조재는 내 외장 패널이나 조형물로의 적용 등이 주를 이룬다. 연속적으로 적층하여 제조하는 3D 프린팅 방식은 시멘트 모르타르의 경화속도나 특성을 개질하며 이를 위한 재료의 혼입과 경화속도나 시공성, 접착성의 개선을 위한 시멘트 혼화용 폴리머의 사용이 필수적이다. 본 연구는 적층방식 3D 프린팅 적용을 위해 시멘트, 플라이애시, EVA 및 EVCL 분말수지의 혼입률을 달리하여 고온에서의 특성을 검토하였고 혼입에 따른 유효성 여부를 확인하였다. 실험결과, EVA 및 EVCL 분말수지에 혼입에 따라 시멘트 모르타르는 연행된 공기에 의해 특성이 개질되었고 EVA보다는 EVCL을 혼입한 시험체가 고온에서 유리하였다.
Mineral electrical insulating oil, which is widely used in transformers, exhibits excellent cooling performance and transformer efficiency. However, given that it is composed of petroleum-based components, it is weak in terms of biodegradability. This causes environmental problems in case of leakage and a low flash point, which is a factor that would cause great damage in the event of a fire in a substation. In this context, the use of eco-friendly electric insulating oil composed of bio-based vegetable oil and synthetic ester, which has excellent biodegradability and flame retardancy performance, has recently been expanded to the field of electric power, and various research and development (R&D) studies are in progress. According to different research results, vegetable oil and synthetic ester manufacturing technology, thermal stability, oxidation stability, property change, and quality control, which are characteristics of eco-friendly electrical insulating oils, are major factors affecting the maintenance of insulating oil properties. In addition, power companies have established and operated quality control standards according to the use of eco-friendly electrical insulating oil as they expand the exploitatoin of renewable energy in electricity production. In particular, deterioration and oxidation characteristics were jointly identified in R&D as an important influencing factor according to the content of saturated and unsaturated fatty acids present in vegetable oils and synthetic esters in power transformer applications.
연구목적: 소방용 배관 보온재의 불연성능 강화와 제연덕트 보온재의 내열성능 향상을 위해 AES소재 단열재의 성능을 시험을 통해 배관보온재 및 제연덕트 보온재에 적합성을 검증하고자 한다. 연구방법: AES 단열재에 대해 불연성능과 내열성능, 단열성능을 시험을 통해 검증한다. 연구결과: '건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준'에 근거하여 불연성 및 가스 유해성 시험 결과 불연성능을 확인하였고, 내화성능 표준시험 결과 내화성능도 확인하였다. 또한, 건축용 단열시험으로 단열성능도 검증하였다. 결론: 본 연구에서 AES 계열 무기질 성분 단열재에 대한 성능시험으로 불연성능, 내화성능, 단열성능이 입증됨에 따라 건축물의 화재확산 방지성능을 개선하는데 좋은 대안이 될 것으로 사료된다.
건축 내장재 중 바닥재의 연소거동을 살펴보기 위해 열류량 $50kWm^{-2}$의 콘 칼로리미터를 이용하여 측정하였다. 7종의 국산 바닥재를 이용하여 각각의 연소 거동을 최대 열방출률과 전체 열방출량 그리고 평균 열방출률을 통해서 살펴보았다. 실험한 결과 중밀도섬유판(MDF) 바닥재가 다른 바닥재에 비해 높은 열 방출 특성을 나타났다. 또한 MDF 바닥재는 연소 시 질량의 감소가 다른 바닥재보다 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 연소 시 발생하는 가스 발생량을 측정하였는데, PE계 섬유판(PE fiberboard flooring)과 PVC계 plastic resin sheet에서 높은 일산화탄소와 이산화탄소의 발생량을 확인할 수 있었다. 비광소멸면적을 통해서 가스 평균 방출량을 살펴보면 일산화탄소나 이산화탄소와 같은 경향을 나타났다. 바닥재의 가스유해성 평가는 쥐의 행동 정지시간을 기준으로 측정하였다. 측정 결과 MDF 바닥재에서 유해성이 높은 것으로 측정되었다.
본 연구에서는 용융법에 의한 저밀도폴리에틸렌 나노복합재료를 제조하였으며, 구조변화, organo-clay의 분산정도, 열적 특성 및 난연 특성을 조사하였다. LDPE/PE-g-MA/organo-clay의 조성비가 90/10/1~10 (w/w/w)일 때, XRD 분석 결과 clay 층간간격이 증가함을 알 수 있었으며, TEM을 이용하여 organo-clay의 분산을 관찰하였는데, 대체적으로 organo-clay가 일정한 방향성을 가지며 잘 분산되어 있음을, 즉 삽입형(intercalation) 나노복합체가 형성되었음을 확인할 수 있었다. 또한 LDPE 나노복합재료의 분해온도가 순수한 LDPE에 비해 약 $80^{\circ}C$ 정도 상승함으로써 열적특성이 현저히 증가함을 알 수 있었고, organo-clay 5.0 wt% 범위 내에서 organo-clay의 함량이 증가함에 따라 LOI가 증가함을, 그 이상에서는 더 이상의 LOI 증가를 보이지 않음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 나일론, 폴리프로필렌, PTT(poly(trimethylene terephthalate)), 양모(wool), 그리고 나일론/양모로 이루어진 5 종류의 카페트에 대한 연소거동을 열류량 $50kWm^2$의 콘 칼로리미터를 이용하여 평가하였으며, 가스유해성 평가는 KS F 2271의 시험방법에 따라 평가하였다. 콘 칼로리미터 실험결과 나일론 카페트는 쉽게 불이 붙는 것을 알 수 있었다. 점화 정도 혹은 초기 가연성은 나일론/양모로 이루어진 카페트가 가장 높은 값을 나타냈다. 불의 세기인 열방출량은 폴리프로필렌 카페트가 가장 큰 것으로 나타났다. 나일론 카페트가 가장 높은 연기 발생량을 보인 반면, 나일론/양모로 이루어진 카페트는 가장 낮은 가스 발생량을 나타냈다. 질량 감소율은 나일론/양모 >양모 >나일론 >폴리프로필렌 >PTT 카페트 순으로 나타났다. 연소 시 발생하는 유해성 가스인 일산화탄소의 경우 PTT에서 가장 많은 발생량을 보였으며, 나일론과 양모로 이루어진 카페트에서 가장 적은 양이 발생됐다. 이산화탄소의 발생량은 폴리프로필렌이 가장 높았으며, 나일론/양모 카페트에서 가장 낮은 값을 나타냈다. 쥐의 행동정지시간을 통해 살펴 본 결과 카페트류의 가스유해성은 PTT 카페트가 가장 해로운 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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