[학위논문]흡음 성능 개선을 위한 연질 폴리우레탄 폼의 미세 구조 조절 연구 : Cell formation and distribution in flexible polyurethane foams for improved sound absorption efficiency원문보기
흡음 재료로 사용되는 연질 폴리우레탄 폼의 경우 저밀도 재료로서 고주파 음역대 흡음에 주로 사용된다. 연질 폴리우레탄 제조에서 폴리올과 이소시아네이트가 주 성분으로 쓰이며 이소시아네이트는 단단한 ...
흡음 재료로 사용되는 연질 폴리우레탄 폼의 경우 저밀도 재료로서 고주파 음역대 흡음에 주로 사용된다. 연질 폴리우레탄 제조에서 폴리올과 이소시아네이트가 주 성분으로 쓰이며 이소시아네이트는 단단한 벤젠 고리 부분을 가지고 있으며, 폴리올 부분은 폴리에테르 등 일반적으로 유연한 구조를 가지고 있다. 또한, 첨가제의 경우 아민 첨가제, 촉매, 발포제(물), 계면활성제가 쓰인다. 이러한 첨가제들은 주성분 대비 소량으로도 크게 영향을 미친다. 그 중에서도 미세 셀 구조는 전체 셀과 미세 기공으로 나뉘는데 미세 기공의 개폐도는 음파의 통과에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서, 이러한 형태학 변화는 흡음과 직결되어 있다. 미세 셀 구조 중 기공의 형태는 상분리에 의해서 조절이 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼 합성에 첨가되는 촉매와 발포제인 물, 아민 첨가제를 변수로 두어 첨가제에 따른 상분리 정도에 따른 미세 셀 구조의 개폐도와 흡음 성능과의 관계에 관해 규명하였다. 이러한 특성에 대한 효과를 분석하기 위해서 SEM(scanning electron microscope), FT-IR (fourier transform infrared spectroscopy), AFM (atomic force microscope) 분석을 활용하여 폴리우레탄 상분리 정도와 형태학을 분석하였고, 흡음률을 분석하기 위하여 관내법을 사용하였다.
흡음 재료로 사용되는 연질 폴리우레탄 폼의 경우 저밀도 재료로서 고주파 음역대 흡음에 주로 사용된다. 연질 폴리우레탄 제조에서 폴리올과 이소시아네이트가 주 성분으로 쓰이며 이소시아네이트는 단단한 벤젠 고리 부분을 가지고 있으며, 폴리올 부분은 폴리에테르 등 일반적으로 유연한 구조를 가지고 있다. 또한, 첨가제의 경우 아민 첨가제, 촉매, 발포제(물), 계면활성제가 쓰인다. 이러한 첨가제들은 주성분 대비 소량으로도 크게 영향을 미친다. 그 중에서도 미세 셀 구조는 전체 셀과 미세 기공으로 나뉘는데 미세 기공의 개폐도는 음파의 통과에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서, 이러한 형태학 변화는 흡음과 직결되어 있다. 미세 셀 구조 중 기공의 형태는 상분리에 의해서 조절이 가능하다. 따라서, 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼 합성에 첨가되는 촉매와 발포제인 물, 아민 첨가제를 변수로 두어 첨가제에 따른 상분리 정도에 따른 미세 셀 구조의 개폐도와 흡음 성능과의 관계에 관해 규명하였다. 이러한 특성에 대한 효과를 분석하기 위해서 SEM(scanning electron microscope), FT-IR (fourier transform infrared spectroscopy), AFM (atomic force microscope) 분석을 활용하여 폴리우레탄 상분리 정도와 형태학을 분석하였고, 흡음률을 분석하기 위하여 관내법을 사용하였다.
Flexible polyurethane foams are used for sound absorbers in noise, vibration, harshness (NVH) systems for comfortable driving conditions. The micro-cellular structures of polyurethane foams are important to improve the sound absorption efficiency, and the cellular morphology is strongly dependent th...
Flexible polyurethane foams are used for sound absorbers in noise, vibration, harshness (NVH) systems for comfortable driving conditions. The micro-cellular structures of polyurethane foams are important to improve the sound absorption efficiency, and the cellular morphology is strongly dependent the use of experimental ingredients such as catalysts and amine additives. Amine additives are ethanolamine (EA), diethanolamine (DEA), triethanolamine(TEA). Among the amine additives, DEA and TEA are used for cross-linking agent. Also, DEA has better effect in sound absorption efficiency. Uniform cell size distribution is achieved by controlling ratio between gelling and blowing catalysts, and the optimum catalyst ratio (9:1) is used with a diethanolamine (DEA) cross-linker for improved sound absorption efficiency. DEA affects porosity and pore morphology by preventing phase separation in polyurethane matrix, and the number of open pores decreased with increasing DEA contents. Sound absorption coefficient showed the highest at 9:1 catalyst ratio and 0.9 g DEA in the flexible polyurethane foams under disturbed phase separation conditions.
Flexible polyurethane foams are used for sound absorbers in noise, vibration, harshness (NVH) systems for comfortable driving conditions. The micro-cellular structures of polyurethane foams are important to improve the sound absorption efficiency, and the cellular morphology is strongly dependent the use of experimental ingredients such as catalysts and amine additives. Amine additives are ethanolamine (EA), diethanolamine (DEA), triethanolamine(TEA). Among the amine additives, DEA and TEA are used for cross-linking agent. Also, DEA has better effect in sound absorption efficiency. Uniform cell size distribution is achieved by controlling ratio between gelling and blowing catalysts, and the optimum catalyst ratio (9:1) is used with a diethanolamine (DEA) cross-linker for improved sound absorption efficiency. DEA affects porosity and pore morphology by preventing phase separation in polyurethane matrix, and the number of open pores decreased with increasing DEA contents. Sound absorption coefficient showed the highest at 9:1 catalyst ratio and 0.9 g DEA in the flexible polyurethane foams under disturbed phase separation conditions.
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