[논문]연소 시험에서 발생하는 일산화탄소와 이산화탄소의 발생

정영진

doi:10.7731/kifse.2015.29.5.007

연소 시험에서 발생하는 일산화탄소와 이산화탄소의 발생
Production of Carbon Monoxide and Carbon Dioxide Gases in the Combustion Tests 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.29 no.5, 2015년, pp.7 - 13

초록
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본 연구에서는 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 금속염($PIPEABPM^{n+}$)과 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산(PIPEABP)으로 처리된 리기다 소나무의 연소독성가스의 생성을 시험하였다. 15 wt%의 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 금속염과 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 수용액으로 각각 리기다 소나무에 3회 붓칠하여 실온에서 건조시킨 후, 콘칼로리미터(ISO 5660-1)를 이용하여 연소독성가스의 생성을 시험하였다. 그 결과, 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 금속염으로 처리한 시험편은 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 철염($PIPEABPFe^{2+}$)으로 처리한 시험편을 제외하고, 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산을 처리한 시험편과 비교하여 최대일산화탄소의 생성($CO_{peak}$ production)이 (0.0136~0.0178% at 532~678 s)으로 낮게 나타났다. 그리고 금속염으로 처리한 시험편($PIPEABPM^{n+}$)은 금속염으로 처리하지 않은 시험편(PIPEABP)보다 낮은 최대이산화탄소의 생성($CO_{2\;peak}$ production)이 (0.0537~0.0628% at 532~678 s)임을 보였다. $O_2$의 생성농도는 사람에게 치명적일 수 있는 수준인 15%보다는 훨씬 높으므로 그로 인한 위험성은 배제할 수 있었다. 따라서 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 금속염으로 처리한 시험편은 처리 하지 않은 시험편과 비교하여 연소-유독성을 부분적으로 감소시켰다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was performed to test the production of combustion toxic gases by Pinus rigida specimens treated with various types of methylpiperazinomethyl-bis-phosphonic acid $M^{n+}$ ($PIPEABPM^{n+}$) and methylpiperazinomethyl-bis-phosphonic acid (PIPEABP). Three coats of 15 wt% $PIPEABPM^{n+}$ and PIPEABP solutions were applied to plates of Pinus rigida at room temperature. After drying the treated specimens, the production of combustion toxic gases was examined using a cone calorimeter (ISO 5660-1). The specimens treated with $PIPEABPM^{n+}$ showed lower carbon monoxide production ($CO_{2\;peak}$; 0.0136~0.0178% at 532~678 s) than the PIPEABP plates, except for the specimen treated with $PIPEABPFe^{3+}$. In addition, the peak carbon dioxide production ($CO_{2\;peak}$) was lower (0.03648~0.3648% at 373~433 s) than that of the PIPEABP-treated plate. Notably, oxygen production was much higher than 15%, which can be fatal to humans. Therefore, the resulting risk could be eliminated. The results indicate that the combustion toxicities were partially decreased due to treatment of the virgin plate with $PIPEABPM^{n+}$.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

4종의 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스포닉산염과 1종의 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스포닉산으로 처리한 리기다 소나무 시험편의 연소독성가스 생성에 관한 실험을 ISO 5660-1 표준에 의한 콘칼로리미터를 이용하여 수행하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다.

대상 데이터

기타 시약은 Samchun Pure Chemical Co., LTD에서 특급시약을 구입하여 정제 없이 그대로 사용하였다.
본 연구에 사용된 시험편은 리기다 소나무로서 시중에서 일반 건자재용을 구입하였고, 이 시험목은 제재 작업 전 1 yr 동안 자연건조 되었다. 화학적 첨가제로서 PIPEABP, 1⁽¹²⁾, PIPEABPAl³⁺, 2⁽¹³⁾, PIPEABPFe³⁺, 3⁽¹³⁾, PIPEABPMg²⁺, 4⁽¹⁴⁾, PIPEABPFe²⁺, 5⁽¹⁴⁾, PIPEABPNi²⁺, 6⁽¹⁴⁾, PIPEABPCu²⁺, 7⁽¹⁴⁾은 기 합성된 것을 사용하였다.

이론/모형

연소특성 시험은 ISO 5660-1⁽¹⁸⁾의 방법에 의해 듀얼 콘칼로리미터(dual cone calorimeter, Fire Testing Technology)를 이용하여 Table 1의 조건에서 수행하여 착화되는 시간과 착화된 시료로부터 연소 독성 관련 지수를 구하였다. 시험편은 단열재인 저밀도 유리섬유를 이용하여 높이를 조절하였으며, 시편 홀더로의 열손실을 감소시키기 위하여 전도도가 낮은 고밀도 세라믹판 재료로 절연시켰다.

성능/효과

1) CO _peak 수율은 PIPEABPMⁿ⁺ (0.0136~0.0178% at 532~678 s)으로서 금속염이 함유되지 않은 난연제 PIPEABP 처리 시험편의 CO _peak 수율(0.0188% at 757 s)에 비교하여 (19.5~27.6)% 낮게 나타났다. 이것은 시험편의 무기물 함량에 의한 연소억제 효과로 이해된다.
2) CO₂ _peak 수율은 금속염(PIPEABPMⁿ⁺) 첨가로 처리한 시험편에 대하여 0.4432~0.3648% at 373~433 s으로서 금속염이 함유되지 않은 시험편의 CO₂ _peak 수율(0.4730% at 505 s)에 비교하여 상대적 낮게 나타났다. 이것은 알킬렌디아미노알킬-비스-포스폰산 금속염에 의하여 열전도성 증가로 인하여 완전연소가 조기에 이루어지는 것으로 예상된다.
3) CO/CO₂비에 대하여 특별한 차별성은 없으나, PIPEABPFe²⁺로 처리한 시험편은 적은 값(0.032)을 가지므로 상대적으로 독성이 낮은 것으로 예상된다.
4) O₂의 최대생성농도는 (20.2335~20.5805% at 383~510 s)으로서 사람에게 치명적일 수 있는 수준인 15% 보다는 훨씬 높으므로 그로 인한 위험성은 배제 되었다.
5) 따라서 메틸렌피페라지노메틸-비스-포스폰산 금속염으로 처리한 시험편은 처리하지 않은 시험편과 비교하여 연소-유독성을 부분적으로 감소시켰다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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