• 제목/요약/키워드: high char yield

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High Char-Yield in AN-AM Copolymer by Acidic Hydrolysis of Homopolyacrylonitrile

  • Cheng, Run;Zhou, You;Wang, Jing;Cheng, Yumin;Ryu, Seungkon;Jin, Riguang
    • Carbon letters
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    • 제14권1호
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    • pp.34-39
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    • 2013
  • Acrylonitrile (AN)-acrylamide (AM) copolymers were prepared by nitric acidic hydrolysis of homopolyacrylonitrile. The acrylamino group increased as a function of hydrolysis time, while crystallinity decreased. Differential scanning calorimetry and a thermal gravimetric analysis indicated that the acylamino introduced by acidic hydrolysis effectively enhanced the cyclization reaction at low temperature due to the change of the cyclization reaction mechanism. Char-yield of AN-AM copolymers also gradually increased with increasing hydrolysis time. The maximum char-yield was 49.48% when hydrolized at $23^{\circ}C$ in 65% nitric acid solution for 18 h, which was 30% higher than that of non-acidic hydrolysis of homopolyacrylonitrile. Simulation of the practical process also showed an increase of char yields, where the char yields were 55.43% and 62.60% for homopolyacrylonitrile and copolyacrylonitrile, respectively, with a hydrolysis time of 13 h.

Torrefaction and Hydrothermal Carbonization (HTC) of Dead Leaves

  • Saqib, Najam Ul;Park, Seong-Kyu;Lee, Jai-Young
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제19권5호
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    • pp.45-52
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    • 2014
  • Torrefaction and hydrothermal carbonization (HTC) are productive methods to reclaim energy from lignocellulosic biomass. The hydrophobic, homogenized, energy dense and carbon rich solid fuel can be obtain from torrefaction and hydrothermal carbonization. Dead leaves were carbonized in a stainless steel reactor of volume 200 ml with torrefaction ($250-270^{\circ}C$) for 120 minutes and hydrothermal carbonization ($200-250^{\circ}C$) for 30 minutes, with mass yield solid fuel ranging from 57-70% and energy content from 16.81MJ/kg to 22.01 MJ/kg compare to the biomass. The char produced from torrefaction process possess high energy content than hydrothermal carbonization. The highest energy yield of 89.96% was obtained by torrefaction at $250^{\circ}C$. The energy densification ratio fluctuated in between 1.15 to 1.30. On the basis of pore size distribution of the chars, the definition of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) was used as a classification standard. The pore diameter was ranging within 11.09-19 nm which play important role in water holding capacity in soil. Larger pores can hold water and provide passage for small pores. Therefore, it can be concluded that high pore size char can be obtained my HTC process and high energy content char of 22.01 MJ/Kg with 34.04% increase in energy can be obtain by torrefaction process.

불포화 이소프탈산 폴리에스터 수지의 난연제 첨가 효과 연구 (A Study on the Effects of Flame Retardants in Unsaturated Isophthalic Acid Polyester Resin)

  • 최원종
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.41-49
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    • 1998
  • 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.

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Synthesis and Properties of Polybenzoxazole Copolymers Having Non Linear Units

  • Han, So Hee;Lee, Eung Jae;Choi, Jae Kon
    • Elastomers and Composites
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    • 제54권4호
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    • pp.321-329
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    • 2019
  • A series of poly(hyroxyamide)s (PHAs) was prepared by direct polycondensation reaction of 4,4'-(2,3-pyridinedioxy)dibenzoic acid and/or isophthalic acid with 3,3'-dihydroxybenzidine. The yield percentages of the products were high, and the inherent viscosities of the polymer in DMAc solution at 35℃ were 0.31-0.59 dL/g. All PHA polymers were found to be soluble in polar aprotic solvents such as DMAc, DMSO, NMP, and DMF. On the other hand, LiCl was required to dissolve IPHA-1 in aprotic solvents. Poly(benzoxazole)s (PBOs) were partially soluble in conc-H2SO4; IPBO-4, -5, and -6 were partially soluble in NMP only when LiCl was added to the solution, and the solution was heated. The PBO polymers showed a maximum weight loss in the temperature range of 654-680℃, and the char yields at 900℃ under nitrogen atmosphere exceeded 63%.

그래핀나노플레이트렛 및 재활용 페놀폼으로 제조된 목재기반 복합보드의 난연 및 열적 특성 (Flame Retardant and Thermal Properties of Wood-based Composite Boards Prepared by Graphene Nanoplatelet/Reused Phenolic Foam)

  • 한정인;김민지;송은지;김경훈;인세진;이영석
    • 공업화학
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    • 제30권3호
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    • pp.371-378
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    • 2019
  • 그래핀나노플레이트렛(GnP)이 목재기반 복합보드의 열적 및 난연 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 5, 10, 및 20 wt% 등 여러 가지 GnP 함량으로 GnP/재활용 페놀폼(re-PF)/목재 복합보드를 제조하였다. 제조된 복합보드의 열적특성 및 난연성은 열중량분석(TGA) 및 한계산소지수(LOI) 시험을 통하여 각각 분석되었다. 복합보드의 열안정성은 GnP 첨가량에 따라 비례하게 증가하였고, 이 복합보드의 탄화수율(char yield)은 순수 목재보드 대비 최대 22%까지 증가하였다. 복합보드의 LOI 값은 순수 목재보드보다 약 4.8~7.8% 높았다. 또한, 재활용 페놀폼 및 GnP 첨가로 인하여 복합보드의 난연성이 크게 향상되었음을 확인하였다. 이는 열안정성이 높은 재활용 페놀폼과 GnP가 복합보드의 열분해 개시 온도를 지연시키고, 탄화층(char layer)을 보다 조밀하고 두껍게 형성하였기 때문에, 복합보드의 연소 지연효과를 이끌었다. 특히 탄소기반 재료로서 GnP는 탄화층의 형성을 용이하게 하고, 탄화수율을 현저히 증가시켜 재활용 페놀폼에 비하여 난연성에 높은 효과를 나타내었다.

Preparation and Characterization of Wholly Aromatic Polybenzoxazole Copolymers Bearing Ether and Bulky Units

  • Han, So Hee;Lee, Eung Jae;Choi, Jae Kon
    • Elastomers and Composites
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    • 제55권3호
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    • pp.205-214
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    • 2020
  • A series of wholly aromatic polyhyroxyamide (PHA) copolymers were prepared by direct polycondensation reaction of isophthalic acid and diacids containing bulky units with 3,3'-dihydroxybenzidine. The inherent viscosities of the PHAs measured at 35℃ in DMAc solution were in the range of 0.31-0.56 dL/g. The solubility study revealed that the PHAs were readily soluble in aprotic solvents such as, dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) at room temperature and in less polar solvent such as pyridine. However, the polybenzoxazole (PBO) copoymers were quite insoluble in all organic solvents except partially soluble in concentrated sulfuric acid and partially soluble in NMP containing LiCl. The PBO copolymers showed maximum weight loss temperature in the range of 593-632℃ and high char yields in the range of 65.0-71.2% at 900℃ in a nitrogen atmosphere.

인/질소계 난연제를 포함한 난연 NBR 발포체의 제조 및 특성 (Preparation & Properties of the Flame Retarded NBR Foams with Phosphorus/Nitrogen-Containing Flame Retardants)

  • 조병욱;문성철;최재곤
    • Elastomers and Composites
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    • 제39권2호
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    • pp.105-120
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    • 2004
  • 본 연구에서는 금속수산화물과 다양한 인계 난연제를 포함한 난연 acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) 발포체를 제조하고, 이때 인 함유량에 따른 열적특성. 난연특성, 발포특성 등의 변화 및 이들의 상관관계를 조사하였다. NBR 발포체의 발포특성 및 모폴로지 분석 결과 인/질소계 난연제 10 phr 범위 내에서 대체적으로 인/질소계 난연제를 투입하지 않은 금속수산화물만을 사용한 경우와 유사한 발포특성 및 모폴로지를 가짐을 알 수 있었다. 열 분석에서는 인 함유량이 많은 인/질소계 난연제를 사용할 경우 화염분위기 하에서의 char 형성과 관련한 잔류량이 많아짐으로써 난연성이 향상됨을, LOI 분석에서도 인 함유량이 증가함에 따라 LOI가 증가함을 알 수 있었다. cone-calorimeter 분석 결과 열 및 LOI 분석 결과와 유사한 경향성을, 인 함유량이 증가함에 따라 HRR, THR, EHC 등이 감소하는 반면에 COY는 증가함을, 즉 난연성이 상승함을 확인할 수 있었다. 연기밀도 분석 결과 cone-calorimeter 분석에서의 (A)-COY와 같은 경향성을 보여주었다.

리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 연소성질 비교 (Comparison of Combustion Properties of the Pinus rigida, Castanea sativa, and Zelkova serrata)

  • 정영진
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.73-78
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    • 2009
  • 본 연구는 콘칼로리미터를 사용하여 한국 리기다 소나무, 밤나무, 느티나무의 연소성질을 조사하였다. 이들 종에 대한 열방출율과 연기 발생량을 측정하였다. 숯생성으로 인한 연소성 억제 증대에 대하여, 느티나무는 리기다 소나무, 밤나무에 비하여 좋은 성질을 보였다. 밤나무는 리기다 소나무, 느티나무에 비하여 높은 CO수율과 높은 $CO/CO_2$ 수율을 나타내었다.

민코 아역청탄의 순산소 연소특성 (Combustion Characteristics of Minco Sub-bituminous Coal at Oxy-Fuel Conditions)

  • 김재관;이현동;장석원;김성철
    • 한국연소학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.1-9
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    • 2009
  • New way to effectively capture $CO_2$ in coal fired power plant is the combustion of coal using oxy-fuel technology. Combustion characteristics of Minco sub-bituminous coal at oxy-fuel conditions using TGA and drop tube furnace (DTF) were included activation energy about the char burnout, volatile yield and combustion efficiency of raw coal, the porosity of pyrolyzed char and fusion temperature of by-product ash. TGA result shows that the effect of $CO_2$ on combustion kinetics reduces activation energy by approximately 7 kJ/mol at air oxygen level(21% $O_2$) and decreases the burning time by approximately 16%. The results from DTF indicated similar combustion efficiency under $O_2/CO_2$ and $O_2/N_2$ atmospheres for equivalent $O_2$ concentration whereas high combustion efficiency under $O_2/N_2$ than $O_2/CO_2$ was obtained for high temperature of more than $1,100^{\circ}C$. Overall coal burning rate under $O_2/CO_2$ is decreased due to the lower rate of oxygen diffusion into coal surface through the $CO_2$ rich boundary layer. By-product ash produced under $O_2/CO_2$ and $O_2/N_2$ was similar IDT in irrelevant to $O_2$ concentration and atmospheres gas during the coal combustion.

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콘칼로리미터를 이용한 소나무와 밤나무의 연소특성 (Combustion Characteristics of the Pinus Rigida and Castanea Savita Using Cone Calorimeter)

  • 정영진
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권3호
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    • pp.319-323
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    • 2009
  • 건자재로서 나무 결함중의 하나는 그의 가연성이다. 본 연구의 목적은 한국에서 자란 리기다 소나무와 밤나무의 연소성질을 시험하는 것과 건자재로서의 사용에 대한 바람직한 특성을 알아내는 것이다. 콘칼로리미터(ISO 5660-1)는 열방출율과 CO, $CO_2$ 발생과 연기차폐와 같은 연기지수를 측정하는 데 이용되어 졌다. $50kW/m^2$의 열속하에서 밤나무의 평균열방출율은 소나무의 평균열방출율 $150.77kW/m^2$ 과 비교하여 $160.7kW/m^2$ 을 나타내었다. 밤나무는 소나무에 비해 숯생성으로 인한 증대된 난연성을 보였다. 밤나무는 소나무에 비하여 높은 CO 수율과 높은 CO/$CO_2$ 수율을 나타내었다.