• 대한조선학회논문집
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• 제51권6호
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• pp.495-502
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• 2014

Glass-reinforced polyurethane foam (R-PUF) is widely used as the primary and secondary insulation of Mark-III type liquefied natural gas (LNG) cargo system. And, polyurethane foam (PUF) and polyisocyanurate foam (PIR) are often used for insulation of onshore structures or LNG storage and pipeline system. These polymeric foam materials are known for the characteristics that mechanical properties are dependent on strain rate and temperature. In this study, compression tests for R-PUF, PIR, and PUF were carried out for the estimation of mechanical behaviors under the cryogenic environment. The range of thermal condition was from room temperature to 110K and strain rates were $10^{-3}s^{-1}$ and $10^{-4}s^{-1}$. The test results were analyzed based on the conditions of strain-rate and temperature.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.543-551
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• 2015

뛰어난 단열성능을 가지는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam, PUF)은 다양한 구조물에서 다른 재료들과 함께 사용되고 있다. 현재 LNG 운반선의 단열시스템에는 유리섬유로 강화된 폴리우레탄 폼(reinforced-polyurethane foam, R-PUF)이 사용되고 있으며, 이는 단열재 역할뿐만 아니라 슬로싱 하중을 포함한 다양한 압축하중에 대한 구조부재 기능을 수행하고 있다. 폴리우레탄 폼은 혼합과 발포를 통해 제작되는 다공성 재료이기 때문에, 본 연구에서는 기공체적비율을 통해 재료의 거동을 모사할 수 있는 Gurson damage model을 사용하여 폴리우레탄 폼의 비선형 압축거동을 모사하였으며, 폴리우레탄 폼의 기계적 성질에 영향을 미치는 영향변수로서 기공체적비율에 의존적으로 알려져 있는 밀도를 설정하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권2호
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• pp.158-163
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• 2011

해수 하에서 경시 변화에 따른 경질 폴리우레탄 폼(PUF)의 물성 변화를 알아보기 위해 방향족 폴리에스테르 폴리올, 지방족 폴리에스테르 폴리올과 지방족 폴리에테르 폴리올 함량에 따라 경질 폴리우레탄 폼을 합성하였다. 해수 하에서 PUF의 물성변화를 고찰하기 위해 만능시험기, 시차 주사 열량계, 경도 측정기, 적외선 분광계를 이용하였다. 방향족 폴리에스테르 폴리올의 함량이 증가함에 따라 해수 하에서 경시 변화에 따라 PUF의 압축강도와 경도의 감소폭은 증가하였다. 해수 하에서 PUF의 유리전이온도는 증가하였는데 적외선 스펙트럼 분석 결과 우레탄과 우레아의 피크는 감소하고, 알로파네이트와 바이우렛의 피크는 증가한 것을 알 수 있었다. 해수 하에서 PUF는 가교도가 증가하여 폼이 brittle하게 형성됨에 따라 유리전이온도가 증가하였지만 가수 분해로 인하여 기계적 물성이 저하된 것으로 사료 된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.514-520
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• 2018

Polyurethane foam has excellent mechanical strength and insulation performance, and has been adopted as an insulation material for $-163^{\circ}C$ liquefied natural gas carrier. In this study, Kevlar Polyurethane Foams(K-PUF) were synthesized by adding Kevlar pulp with excellent mechanical strength for the purpose of improving the performance of existing polyurethane foam. Since polyurethane foam has mechanical performance depending on the proportions of Kevlar pulp added, the mechanical strength of the K-PUF with ratios of fiber0.2wt.%, 0.4wt.%, 0.6wt.%, 0.8wt.% and 1.0wt.%) was evaluated. The compression tests were performed on the 4 different temperatures($20^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$, $-110^{\circ}C$ and $-163^{\circ}C$) in consideration of the environmental characteristics as a cryogenic insulation used in LNG carrier. Besides, the effects of the fiber addition on polyurethane foam with closed cell structure were evaluated in a phenomenological approach through SEM analysis. All the results were compared to Neat-polyurethane foam. As a results, 0.8wt.% K-PUF showed the improved mechanical strength, and the addition of Kevlar pulp in a certain ratio improves the mechanical performance by enhancing the compression resistance.

• 폴리머
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• 제38권4호
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• pp.441-448
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• 2014

멜라민포스페이트(MP)가 분산된 폴리우레탄폼 복합체(MP-PUF)를 만들고, MP-PUF의 모폴로지, 독립기포율, 열전도율, 열분해온도 등을 분석하였다. MP-PUF는 MP가 분산된 폴리아디페이트디올(f=2), 폴리에테르-폴리올(f=4.6)과 PMDI(f=2.5)를 원료로 사용하고 발포제로 $H_2O$ 양을 변화시키며 제조하였다. 폴리우레탄폼의 MP 함량은 $1.43{\pm}0.30wt%$로 고정하였다. $H_2O$의 양이 증가할수록 순수한 폴리우레탄폼(PUF)의 열전도율은 낮아지고 MP-PUF의 열전도율은 커졌다. PUF와 MP-PUF의 열안정성은 $H_2O$ 양이 5 php에서 최대가 되었다가 그 이상에서는 낮아졌다. 특히, MP-PUF는 발포과정에 생성된 우레아기와 MP의 영향으로 열안정성이 크게 향상되어 MP-PUF의 잔량이 50%가 되는 온도가 $370{\sim}450^{\circ}C$, 잔량이 30%가 되는 온도는 $700^{\circ}C$ 이상으로 PUF에 비하여 각각 25, $70^{\circ}C$ 이상 높아졌다.

• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.77-81
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• 2013

본 연구에서는 인-할로겐계 난연제가 첨가된 경질 폴리우레탄 폼(PUF)을 합성하여 인-할로겐계 난연제의 종류와 함유량, 노화 가속화 전 후의 열적, 물리적, 난연 특성 등의 변화와 이들의 상관관계를 조사하였다. 난연제로는 Tri(2-chloroethyl) phosphate [TCEP]와 Tris(2-chloropropyl) phosphate [TCPP]를 0, 3, 5, 10, 15, 20, 30%씩 변화시키며 첨가하였다. 난연제의 첨가량이 증가함에 따라 PUF의 reduced compressive strength와 유리전이 온도가 감소하였다. 노화 가속화 후에는 초기 미 반응된 물질의 추가 반응으로 인하여 reduced compressive strength와 유리전이 온도가 증가하였다. SEM과 열전도도 측정을 통하여 TCPP가 TCEP보다 cell의 크기와 분포를 균일하게 하여 TCPP가 첨가된 PUF가 TCEP가 첨가된 PUF 보다 열전도도가 감소 한다는 것을 알 수 있었다. Vacuum oven을 통한 노화가속화 전후의 PUF 난연성을 비교한 결과 노화 후 PUF의 발화 시간은 감소하고 연소 거리가 증가하여 난연성이 현저히 감소함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.290-295
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• 2019

본 연구에서는 액화 천연 가스 운반선 단열 시스템에 적용되는 폴리우레탄 폼(Polyurethane foam, PUF)의 열적 성능 및 내충격성을 향상시키기 위한 목적으로, PUF에 복합 단열 매트를 보강하였다. 복합 단열 매트는 극저온 환경에서 운용이 가능한 케블라, 에어로겔, 그리고 크라이오겔 매트를 선정하였다. 열적 성능은 $20^{\circ}C$의 상온에서 열전도율을 측정하였으며, 내충격성은 $20^{\circ}C$의 상온 및 $-163^{\circ}C$의 극저온에서 30 J의 충격에너지로 낙하 충격 시험을 수행하여 측정하였다. 측정된 열전도율은 유효 열전도율 이론 값을 통해 보강되지 않은 PUF와 비교하였으며, 내충격성은 접촉력, 접촉 시간, 그리고 흡수에너지를 평가하였다. 실험 결과 크라이오겔 복합 매트 보강 시 가장 우수한 열적 성능을 나타났으며, 내충격성은 에어로겔 복합 매트 보강 시 가장 우수하게 나타났다.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.540-544
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• 2011

Diphosphoric acid와 1,4-butanediol을 이용하여 tetramethylene bis(orthophosphate)를 합성한 후 이를 urea와 반응시켜 새로운 인계난연제인 tetramethylene bis(orthophosphoryl urea) (TBPU)를 합성하였다. FT-IR을 이용하여 합성된 TBPU의 구조를 확인하였으며, TBPU를 폴리우레탄 폼에 첨가하여 기계적 물성과 열적성질, 난연성능 변화를 측정하였다. TBPU의 함량증가에 따른 폴리우레탄 폼의 기계적 물성 저하는 없음을 확인하였고, 난연제의 함량이 증가함에 따라 난연성능은 증가하였으며, 감압후의 난연성능 측정에서도 난연성능이 유지됨을 확인하였다. TGA를 통한 열적거동실험에서 TBPU가 첨가된 폴리우레탄 폼은 TBPU가 첨가되지 않은 폴리우레탄 폼에 비해 내열성이 향상됨을 확인 할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제16권1호
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• pp.24-29
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• 2001

급성 간부전 환자나 간이식 대기 상태의 환자의 생명을 간이 재생되거나 간 이식때 까지 연장시키기 위하여 생인공간이 많이 연구되고 있다. 본 연구에서는 적당한 cell opening을 가지는 폴리우레탄 폼을 15% NCO-prepolymer를 이용하여 직접 제조하였으며 이를 직경 3~4 mm 크기의 정육면체로 절단하여 충진형 반응기를 제조하였다. 분리된 일차간세포를 원심분리 방법을 이용하여 PUF 1 $cm^3$ 당 5.5$\pm$1.1$\times$$10^6$개의 세포를 접종하였으며 일주일간 관류 배양하면서 생인공간으로서의 성능을 측정하였다. 접종된 간세포는 구상체를 형성하였고 안정된 암모니아 제거능력과 요소 분비율을 나타내었다. 알부민 분비율은 배양 4일 이후 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과를 볼 때 PUF 충진형 간세포 반응기는 생인공간으로 개발되기에 충분한 가능성을 가진 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권6호
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• pp.547-555
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• 2019

The purpose of this study was to establish a numerical model of polyurethane foam (PUF) to simulate the dynamic response and strength of membrane-type Liquefied natural gas (LNG) Cargo containment system (CCS) under the impact load. To do this, initially, the visco-plastic behavior of PUF was characterized by testing the response of the PUF to the impact loads with various strain rates as well as PUF densities at room temperature and at cryogenic conditions. A PUF material model was established using the test results of the material and the FE analysis. To verify the validation of the established material model, simulations were performed for experimental applications, e.g., the dry drop test, and the results of FEA were compared to the experimental results. Based on this comparison, it was found that the dynamic response of PUF in dry drop tests, such as the reaction force and fracture behaviors, could be simulated successfully by the material model proposed in this study.