HDPE/EVA 混合필름의 두께 및 溫度에 따른 交流絶緣破壞特性에 關한 硏究 A Study on the Characteristics of AC Dielectric Breakdown According to Thickness and Temperature in HDPE/EVA Blended Film원문보기
본 논문에서는 열가소성 고분자재료중 비가교방식에 의한 고분자간의 블렌드에 의해 기존의 가교폴리에틸렌을 대체하는 합성고분자 절연재료개발을 위한 기초연구로서 HDPE(high density polyethylene)와 유극성 고분자인 VA(vinyl acetate)함량이 12[%]인 EVA(ethylene vinyl acetate)를 혼합중량비 80:20, 70:30, 60:40, 50:50인 4가지 시편을 제작하여 DSC(differential ...
본 논문에서는 열가소성 고분자재료중 비가교방식에 의한 고분자간의 블렌드에 의해 기존의 가교폴리에틸렌을 대체하는 합성고분자 절연재료개발을 위한 기초연구로서 HDPE(high density polyethylene)와 유극성 고분자인 VA(vinyl acetate)함량이 12[%]인 EVA(ethylene vinyl acetate)를 혼합중량비 80:20, 70:30, 60:40, 50:50인 4가지 시편을 제작하여 DSC(differential scanningcalorimetry, 이하 DSC)분석, FT-IR(fourier transform infra-red absorption spectrum, 이하 FT-IR)분석, XRD(x-ray diffraction, 이하 XRD)분석 등 기초물성을 시험·검토하였고, 제작시편의 두께와 온도변화 및 상하 접촉전극의 기하학적 형상이 교류절연파괴특성에 미치는 제 영향들을 시험 · 고찰한 결과는 다음과 같다. DSC분석결과 순수 HDPE시편에 비해 EVA의 함량이 높은 시편일수록 융점 및 유리전이온도가 낮게 나타났다. FT-IR분석결과 파수 700~730[cm^(-1)], 1369[cm^(-1)]에서는 메틸기의 진동과 1464[cm^(-1)]에서는 메틸기의 가위운동(scissors-like motion)에 의한 흡수피크가 나타났으며, 특히 순수 EVA는 2851[cm^(-1)], 2921[cm^(-1)]에서 알킬기(CH₂)에 의한 흡수 및 1740[cm^(-1)]에서 카보닐기(carbonyl group, C=O), 1241[cm^(-1)]에서 에테르기(ether group, C-O)에 의한 흡수피크가 관측되었다. XRD분석결과 각각 2θ＝21.5˚와 2θ＝23.8˚에서 결정면 지수(110), (200)의 기여에 의한 피크가 나타났으며, 결정부분과 비정질부분의 면적으로부터 산출한 결정화도는 순수 HDPE시편이 81[%], 순수 EVA시편이 57[%], 혼합시편의 경우 EVA의 함량에 따라 70[%]~78[%]였다. 또한, 각 시편에 대한 절연파괴 강도의 두께의존성과 온도의존성을 시험·검토한 결과 혼합비율이 70:30과 60:40 및 50:50인 시편이 순수 HDPE에 비해 절연파괴강도는 다소 낮았으나, 순수 EVA, 80:20인 시편에 비해 두께 변화 및 온도 변화에 안정적인 경향을 보였다. 그리고, 접촉 전극의 기하학적 형상변화가 절연파괴강도에 미치는 영향을 검토한 결과 순수 시편보다 혼합 시편이 상·하 접촉 전극의 형상에 대해 절연파괴강도의 감소폭이 완만한 것으로 나타났다.
본 논문에서는 열가소성 고분자재료중 비가교방식에 의한 고분자간의 블렌드에 의해 기존의 가교폴리에틸렌을 대체하는 합성고분자 절연재료개발을 위한 기초연구로서 HDPE(high density polyethylene)와 유극성 고분자인 VA(vinyl acetate)함량이 12[%]인 EVA(ethylene vinyl acetate)를 혼합중량비 80:20, 70:30, 60:40, 50:50인 4가지 시편을 제작하여 DSC(differential scanning calorimetry, 이하 DSC)분석, FT-IR(fourier transform infra-red absorption spectrum, 이하 FT-IR)분석, XRD(x-ray diffraction, 이하 XRD)분석 등 기초물성을 시험·검토하였고, 제작시편의 두께와 온도변화 및 상하 접촉전극의 기하학적 형상이 교류절연파괴특성에 미치는 제 영향들을 시험 · 고찰한 결과는 다음과 같다. DSC분석결과 순수 HDPE시편에 비해 EVA의 함량이 높은 시편일수록 융점 및 유리전이온도가 낮게 나타났다. FT-IR분석결과 파수 700~730[cm^(-1)], 1369[cm^(-1)]에서는 메틸기의 진동과 1464[cm^(-1)]에서는 메틸기의 가위운동(scissors-like motion)에 의한 흡수피크가 나타났으며, 특히 순수 EVA는 2851[cm^(-1)], 2921[cm^(-1)]에서 알킬기(CH₂)에 의한 흡수 및 1740[cm^(-1)]에서 카보닐기(carbonyl group, C=O), 1241[cm^(-1)]에서 에테르기(ether group, C-O)에 의한 흡수피크가 관측되었다. XRD분석결과 각각 2θ＝21.5˚와 2θ＝23.8˚에서 결정면 지수(110), (200)의 기여에 의한 피크가 나타났으며, 결정부분과 비정질부분의 면적으로부터 산출한 결정화도는 순수 HDPE시편이 81[%], 순수 EVA시편이 57[%], 혼합시편의 경우 EVA의 함량에 따라 70[%]~78[%]였다. 또한, 각 시편에 대한 절연파괴 강도의 두께의존성과 온도의존성을 시험·검토한 결과 혼합비율이 70:30과 60:40 및 50:50인 시편이 순수 HDPE에 비해 절연파괴강도는 다소 낮았으나, 순수 EVA, 80:20인 시편에 비해 두께 변화 및 온도 변화에 안정적인 경향을 보였다. 그리고, 접촉 전극의 기하학적 형상변화가 절연파괴강도에 미치는 영향을 검토한 결과 순수 시편보다 혼합 시편이 상·하 접촉 전극의 형상에 대해 절연파괴강도의 감소폭이 완만한 것으로 나타났다.
To substitute cross-link polyethylene in this study, specimens are prepared mixing with wt[%] thermoplastic polymer materials such as high density polyethylene(HDPE) and ethylene vinyl acetate(EVA) by noncross-linking method. First of all, the basic properties with DSC and FT-IR analysis, XRD analys...
To substitute cross-link polyethylene in this study, specimens are prepared mixing with wt[%] thermoplastic polymer materials such as high density polyethylene(HDPE) and ethylene vinyl acetate(EVA) by noncross-linking method. First of all, the basic properties with DSC and FT-IR analysis, XRD analysis are discussed. In the results of DSC analysis, as low mixture ratio of HDPE, Tm and Tg in the crystalline region lower than pure HDPE. Peaks appear to contribute methyl groups vibration in the wave number of 700～730[cm^(-1)] and 1369[cm^(-1)]. In addition, peaks confirm methyl group's scissors-like motion in the 1464[cm^(-1)]. Especially, absorption peak observed due to Alkyl group in the 2851[cm^(-1)], 2921[cm^(-1)] in the pure EVA specimen. Transmittance peak was observed carbonyl group in the 1740[cm^(-1)] and ether group in the 1241[cm^(-1)] from FT-IR spectra respectively. From the XRD pattern, it shows main peaks at 2θ=21.5°and 2θ= 23.8°. The crystal faces are (110) and (200) respectively. The degree of crystallinity was 81[%] in pure HDPE and 57[%] in pure EVA, the less EVA contents showed higher the degree of crystallinity by 70~78[%] in the blended specimens. Also, the influences of the blend ratios, the thickness of specimen, the temperature(18[℃], 60[℃], 90[℃]) and the geometrical shape of upper and lower electrodes on the characteristics of AC dielectric breakdown are investigated. From the experimental results, it is concluded as follows; As a result of analyzing the dependency of the thickness and temperature for dielectric breakdown strength of each specimen, dielectric breakdown strength of the specimens with mixture ratio of 70:30, 60:40 and 50:50 is lower, compared to pure HDPE but the dependency of thickness and temperature for dielectric breakdown strength has stable tendency, compared with pure EVA and the specimen with blend ratio of 80:20. As a result of analyzing the influence of the variation of geometrical shape of contacting electrodes on dielectric breakdown strength, the decrement width of dielectric breakdown strength for upper and lower contacting electrodes of the blended specimen is lower, compared to pure specimen.
To substitute cross-link polyethylene in this study, specimens are prepared mixing with wt[%] thermoplastic polymer materials such as high density polyethylene(HDPE) and ethylene vinyl acetate(EVA) by noncross-linking method. First of all, the basic properties with DSC and FT-IR analysis, XRD analysis are discussed. In the results of DSC analysis, as low mixture ratio of HDPE, Tm and Tg in the crystalline region lower than pure HDPE. Peaks appear to contribute methyl groups vibration in the wave number of 700～730[cm^(-1)] and 1369[cm^(-1)]. In addition, peaks confirm methyl group's scissors-like motion in the 1464[cm^(-1)]. Especially, absorption peak observed due to Alkyl group in the 2851[cm^(-1)], 2921[cm^(-1)] in the pure EVA specimen. Transmittance peak was observed carbonyl group in the 1740[cm^(-1)] and ether group in the 1241[cm^(-1)] from FT-IR spectra respectively. From the XRD pattern, it shows main peaks at 2θ=21.5°and 2θ= 23.8°. The crystal faces are (110) and (200) respectively. The degree of crystallinity was 81[%] in pure HDPE and 57[%] in pure EVA, the less EVA contents showed higher the degree of crystallinity by 70~78[%] in the blended specimens. Also, the influences of the blend ratios, the thickness of specimen, the temperature(18[℃], 60[℃], 90[℃]) and the geometrical shape of upper and lower electrodes on the characteristics of AC dielectric breakdown are investigated. From the experimental results, it is concluded as follows; As a result of analyzing the dependency of the thickness and temperature for dielectric breakdown strength of each specimen, dielectric breakdown strength of the specimens with mixture ratio of 70:30, 60:40 and 50:50 is lower, compared to pure HDPE but the dependency of thickness and temperature for dielectric breakdown strength has stable tendency, compared with pure EVA and the specimen with blend ratio of 80:20. As a result of analyzing the influence of the variation of geometrical shape of contacting electrodes on dielectric breakdown strength, the decrement width of dielectric breakdown strength for upper and lower contacting electrodes of the blended specimen is lower, compared to pure specimen.
주제어
#교류절연파괴특성 합성고분자 절연재료 HDPE(high density polyethylene)
학위논문 정보
저자
최종운
학위수여기관
충주대학교 산업대학원
학위구분
국내석사
학과
전기공학과 방전 및 고전압 전공
지도교수
박노봉
발행연도
2008
총페이지
vi, 40 p.
키워드
교류절연파괴특성 합성고분자 절연재료 HDPE(high density polyethylene)
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