• 제목/요약/키워드: resin vitrification

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Evaluation of 0ff-gas Characteristics in Vitrification Process of ion-Exchange Resin

  • Park, S. C.;Kim, H. S.;K. H. Yang;C. H. Yun;T. W. Hwang;S. W. Shin
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제33권1호
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    • pp.83-92
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    • 2001
  • The properties of off-gas generated from vitrification process of ion-exchange resin were characterized. Theoretical composition and flow rate of the off-gas were calculated based on chemical composition of resin and it's burning condition inside CCM. The calculated off-gas flow rate was 67.9Nm$^3$/h at the burning rate of 40kg/h. And the composition of off-gas was avaluated as $CO_2$(41.4%), steam(40.0%), $O_2$(13.3%), NO(3.6%), and SO$_2$(1.6%) in order. Then, actual flow rate and composition of off-gas were measured during pilot-scale demonstration tests and the results were compared with theoretical values. The actual flow rate of off-gas was about 1.6 times higher than theoretical one. The difference between theoretical and actual flow rates was caused by the in-leakage of air to the system, and the in-leakage rate was evaluated as 36.3Nm$^3$/h. Because of continuous change in the combustion parameters inside CCM, during demonstration tests, the concentration of toxic gases showed wide fluctuation. However, the concentration of CO, a barometer of incompleteness of combustion inside CCM, was stabilized soon. The result showed quasi-equilibrium state was achieved two hours after feeding of resin.

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Effects of Formaldehyde to Urea Mole Ratio on Thermomechanical Curing of Urea-Formaldehyde Resin Adhesives

  • Park, Byung-Dae;Kim, Jae-Woo
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제35권5호
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    • pp.76-86
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    • 2007
  • This study was conducted to investigate the effects of formaldehyde to urea (F/U) mole ratio on thermomechanical curing of UF resin adhesives with different F/U mole ratios. Thermomechanical curing of these UF resin adhesives was characterized using parameters of dynamic mechanical analysis (DMA) such as the gel temperature, maximum storage modulus, and peak temperatures of storage and loss modulus. As the F/U mole ratio decreased, the gel temperature of UF resin adhesives increased. The maximum storage modulus as an indicator of the rigidity of UF resin adhesives decreased with decreasing F/U mole ratio. The peak temperature of tan $\delta$ increased with decreasing F/U mole ratio, indicating that the vitrification occurred faster for high F/U mole ratio of UF resin adhesives than for the one of lower F/U mole ratio. These results partially explained the reason why UF resin adhesives with lower F/U mole ratio resulted in relatively poor adhesion performance when they were applied.

Amine Terminated Polyetherimide/에폭시 수지 시스템의 경화공정연구와 파괴인성에 관한 연구 (A Study on the Curing Behavior and Toughness of Amine Terminated Polyetherimide/Epoxy Resin System)

  • 김민영;이광기;김원호;황병선;김대식;박종만
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.147-150
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    • 2002
  • The cure kinetics of blends of epoxy (DGEBA:diglycidyl ether of bisphenol A)/anhydride (NMA:nadic methyl anhydride) resin with synthesized amino terminated polyetherimide (AT-PEI) were studied using differential scanning calorimetry (DSC) and Dynamic Mechanical Analysizer(DMA) under isothermal condition to determine the reaction parameters and gel-vitrification behavior. The fracture toughness of AT-PEI 20phr/epoxy resin system was improved over 224% and 42.5% more than neat epoxy resin and commercial PEI/Epoxy Resin System.

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유전기법을 이용한 복합재료 기지재의 경화 모니터링 (Cure monitoring of a composite matrix by dielectrometry)

  • 여권주;이상관;엄문광;황병선
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.110-113
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    • 2001
  • Dielectrometry has been used to monitor the cure of epoxy resin using composite matrix. In this investigation, physical properties of the mixture of epoxy resin(LY564), bisphenol A type, and cycloaliphatic hardener(HY 2954) were observed. Activation energy at maximum tan $\delta$ and gelation point was determined during isothermal scanning. From IonViscosity data, it was found that vitrification peak after gelation was appeared on slow heating rate. It was also measured that the duration time for full cure was necessary and it was about 24 hr at $145^{\circ}C$. Therefore, epoxy resin used in this research is required the extended time for full cure.

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유도 가열식 저온용융로를 이용한 방사성페기물 유리화: 유리 고화체 특성 (Radioactive Wastes Vitrification Using Induction Cold Crucible Melter: Characteristics of Vitrified Form)

  • 김천우;박은정;최종락;지평국;최관식;맹성준;박종길;신상운;송명재
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.576-581
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    • 2002
  • 원자력발전소에서 발생하는 이온교환수지와 잡고체를 동시에 처리하기 위하여 유도 가열식 저온용융로를 이용한 유리화 실증시험을 수행하였다. 유리 고화체의 화학적 내구성을 평가하기 위하여 최종 유리에 대해 수행한 PCT 침출 시험결과 기준유리 보다 내 침출성이 우수한 것으로 나타났다. 최종 유리 고화체에 대해 열처리 실험 결과 액상온도는 1048K (775$^{\circ}C$)로 측정되었다 유리 고화체에 대한 압축강도 측정 결과 규제치인 34kg/$\textrm{cm}^2$ 보다 약 90배 높은 값을 나타내었다. 저온용융로(CCM)의 하부, 중앙, 상부 유리 고화체의 미세구조 관찰 결과 이차상 없는 균질한 상태였다. 환원성 유기물을 함유한 이온교환수지에 잡고체를 동시 투입하여 자성 금속상 침전을 방지할 수 있었다. 유리화 실증시험을 통하여 감용비 74를 달성하였다.

Epoxy Molding Compound의 경화거동에 관한 연구 (A Study on the Cure Behavior of Epoxy Molding Compound)

  • 윤상영;오명숙;박내정
    • 폴리머
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    • 제24권6호
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    • pp.837-844
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    • 2000
  • 본 연구에서는 반도체 봉지제로 사용되는 상용 EMC중 가속제의 함량이 다른 두 종류의 프리프레그에 대하여 그 경화거동을 등온 및 승온조건에서 시차 주사 역량계, 점도계 및 유전율 측정계를 이용하여 분석하였다. 경화반응 속도변수는 Kamal의 자동촉매 반응식을 이용하여 m+n을 2로 가정한 후 Ryan Dutta의 방법에 따라 계산에 의한 경화반응 속도의 예측 치와 실제 실험 데이터가 10$0^{\circ}C$를 제외한 나머지 온도에서는 잘 일치하는 경향을 나타내었다. 경화과정 중 겔화와 유리화와 같은 상 전이를 관찰하였으며 각각의 등온 경화온도에서 경화시간에 따른 유리전이 온도 ($T_{g}$ )를 측정하여 경화온도와 유리전이 온도가 같아지는 유리화점을 구할 수 있었고 절대온도와의 사이에 Arrhenius관계가 성립함을 확인하였다. 또한 평판형 전극을 이용한 DEA는 EMC의 경화 과정을 동정하는데 효과적으로 이용될 수 있음을 알 수 있었다. 같은 종류의 수지 시스템에서는 TTT diagram상에서 $_{gel}$$T_{g}$ 가속제의 농도에 상관없이 일정한 온도에서 나타남을 확인하였다.

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Thermal Curing Behavior and Tensile Properties of Resole Phenol-Formaldehyde Resin/Clay/Cellulose Nanocomposite

  • Park, Byung-Dae;Kadla, John F.
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권2호
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    • pp.110-122
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    • 2012
  • This study investigated the effects of layered clay on the thermal curing behavior and tensile properties of resole phenol-formaldehyde (PF) resin/clay/cellulose nanocomposites. The thermal curing behavior of the nanocomposite was characterized using conventional differential scanning calorimetry (DSC) and temperature modulated (TMDSC). The addition of clay was found to accelerate resin curing, as measured by peak temperature ($T_p$) and heat of reaction (${\Delta}H$) of the nanocomposite’ curing reaction increasing clay addition decreased $T_p$ with a minimum at 3~5% clay. However, the reversing heat flow and heat capacity showed that the clay addition up to 3% delayed the vitrification process of the resole PF resin in the nanocomposite, indicating an inhibition effect of the clay on curing in the later stages of the reaction. Three different methods were employed to determineactivation energies for the curing reaction of the nanocomposite. Both the Ozawa and Kissinger methods showed the lowest activation energy (E) at 3% clay content. Using the isoconversional method, the activation energy ($E_{\alpha}$) as a function of the degree of conversion was measured and showed that as the degree of cure increased, the $E_{\alpha}$ showed a gradual decrease, and gave the lowest value at 3% nanoclay. The addition of clay improved the tensile strengths of the nanocomposites, although a slight decrease in the elongation at break was observed as the clay content increased. These results demonstrated that the addition of clay to resole PF resins accelerate the curing behavior of the nanocomposites with an optimum level of 3% clay based on the balance between the cure kinetics and tensile properties.

유도가열식 저온용융로를 이용한 혼합모의 방사성폐기물의 유리화 공정 특성 (Characteristics of Vitrification Process for Mixture of Simulated Radioactive Waste Using Induction Cold Crucible Melter)

  • 김천우;양경화;박병철;박승철;황태원;박종길;신상운;하종현;송명재
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.165-174
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    • 2004
  • 원자력발전소에서 발생하는 이온교환수지와 가연성잡고체 혼합폐기물을 유리화하기 위하여 유도 가열식 저온용융로를 이용한 실증시험을 수행하였다. 금속 티타늄 고리(Ti-ring)를 이용한 유리의 초기점화에 필요한 에너지는 약 290 kWh로 평가되었다. 혼합폐기물의 투입 중 고주파발생기의 출력은 160∼190 kW로 임피던스는 0.55∼0.65 $\Omega$ 범위 내에서 안정적으로 유지되었다. 이온교환수지 단독투입 시 보다 가연성잡고체와 혼합 할 경우 CO 발생농도는 1/40 정도로 낮아졌는데, 이는 1.8배 정도 높은 연소에너지를 갖는 가연성잡고체가 혼합폐기물의 완전연소를 유도한 것으로 평가되었다. 혼합폐기물의 공급량에 적당한 최적 산소 버블링에 의해 유리 용탕 내부로의 미연폐기물의 함침은 발생하지 않았으며 유리 용탕은 지속적으로 공정 건전성을 유지하였다. 유리 용탕의 부피가 증가하는 팽창(swelling) 현상 때와 정상 일 때 발생가스를 측정, 비교한 결과 swelling 현상 때는 NO와 같이 환원성 가스의 농도 보다 산화성 기체인 $NO_2$의 농도가 높은 것으로 나타났다. 실증시험에 사용된 이온교환 수지와 가연성잡고체의 각각 투입량은 368kg과 751kg 이었으며, 74 정도의 감용비를 달성하였다.

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${\cdot}$저준위 방사성폐기물 유리고화체의 물리${\cdot}$화학적 특성 연구 (Studies on the Physico-chemical Properties of Vitrified Forms of the Low- and Intermediate-level Radioactive Waste)

  • 김천우;박병철;김향미;김태욱;최관식;박종길;신상운;송명재
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.839-845
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    • 2001
  • 원자력발전소에서 발생하는 폐수지, 잡고체, 붕산폐액을 유리화 하기 위하여 폐기물별 조성을 바탕으로 유리조성 연구를 수행하였다. 폐수지, 잡고체를 각각 유리화 할 수 있는 두 개 의 후보유리 RG-1과 DG-1 그리고 폐수지, 잡고체, 붕산폐액을 혼합하여 처리할 수 있는 후보유리 MG-1을 개발하였다. 각 후보유리에 대해 운전변수, 고화체 품질, 가용 효과를 평가하였으며 일부 특성들은 실험실적으로 확인하였다. 운전 변수 가운데 유리의 점도와 전기 전도도는 세 후보유리 모두 적정운전 범위값 내에 만족하였으며 밀도, 화학적 견고성, 상안정성 등 고화체의 품질 또한 우수하였다. 개발한 유리 조성 연구를 바탕으로 폐수지, 잡고체, 혼합폐기물을 유리화 할 경우 감용비는 각각 21, 89, 75로 평가되었다.

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