$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 영하 $163^{\circ}C$극저온 환경에서 저장되는 액화천연가스 운반선 방열시스템에 적용되는 폴리우레탄 폼 단열재의 기계적 강도를 향상시키기 위한 연구의 일환으로 폴리우레탄 폼 합성 시 산화그래핀을 첨가한 산화그래핀-폴리우레탄폼을 개발하였다. 우선 Hummers 방법을 이용하여 산화그래핀을 합성하였으며, 폴리올이소시아네이트중합반응 시 산화그래핀의 중량비를 다르게 첨가하여 산화그래핀-폴리우레탄 폼 벌크를 제작하였다. 미세구조 분석을 통해 산화그래핀의 양에 의존한 산화그래핀-폴리우레탄 폼의 셀 안정성에 대해 분석 하였으며, 이와 동시에 산화그래핀이 폴리우레탄 폼 셀에 미치는 영향에 대해 분석하고자 하였다. 또한, 기계적 강도를 계측하기 위해 극저온용 챔버를 탑재한 만능재료시험기의 온도를 제어하여 상온 및 영하 $163^{\circ}C$의 극저온 환경에서 압축시험을 수행하여 기계적 거동 및 파손 특성에 대해 규명하였다. 시험 결과 산화그래핀의 양이 증가 할수록 기계적 강도는 향상되지만, 일정량 이상이 되면 셀형성을 방해하여 셀 구조의 안정성이 저하되고 기계적 강도 또한 저하되는 현상을 관찰하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the present study, graphene oxide based polyurethane foams were manufactured as a part of the development process of mechanically strengthened polyurethane foam insulation material. This material is used in a liquefied natural gas carrier cargo containment system. The temperature of the containme...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 하지만, 이러한 강도적 개선을 위한 노력에도 불구하고 파손문제가 지속적으로 보고되고 있는 실정이며, 상대적으로 높은 유리섬유의 열전도도로 인해 단열성능의 문제를 야기하고, 단열재를 더 두껍게 해야 하는 문제를 야기하였으며, 그 결과 대양을 통해 수입에 의존하는 액화천연가스의 적재량이 줄어드는 한계가 있다. 본 연구는 이러한 기존 단열재의 열적/기계적 성능개선을 통한 단열재의 한계를 극복하기 위한 연구의 일환으로 수행되었으며, 첫 단계로써 강도적 성능을 개선시키기 위한 나노입자 첨가 및 극저온 기계적 성능평가에 관한 연구를 수행하였다. 과거 몇몇 연구자들에 의해 경질 폴리우레탄 폼에 나노입자를 첨가 합성하여 항복강도, 탄성계수 등 기계적 성능을 향상시킨 연구가 상당수 진행되었다[3]-[7].
  • 본 연구에서는 산화그래핀이 폴리우레탄 폼의 기계적 특성 및 셀 형성에 미치는 영향을 알아보기 위해, 산화그래핀의 첨가량을 다양하게 하여 GO-PUF를 제작하였다. FE-SEM 촬영을 통하여 셀의 형상을 확인하였으며, 상온 및 극저온 압축 실험을 통하여 온도에 따른 GO-PUF의 기계적 거동 특성도 관찰하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폴리우레탄 폼이 단열재로써 우수한 이유와 사용되는 곳은 어디인가? 무엇보다도 열전도도가 매우 낮아 단열성능이 우수하다고 알려져 있으며, 그 결과 단열재로써의 응용이 전체의 80-90%를 차지하고 있다. 단열재로써의 폴리우레탄 폼은 150도의 고온부터 영하 200℃에 이르는 극저온 영역까지 매우 넓은 범위에서 사용할 수 있는 실용적인 단열 소재이며, 특히 저온 환경에서의 우수한 단열 성능으로 인해 냉장/냉동고, 파이프, 액화천연가스 저장탱크 등 (극)저온 환경에서 가동되는 산업용 구조물에 널리 이용된다. 특히, 우수한 단열성능 뿐만 아니라 타 단열재 대비 높은 기계적 강도로 인해 액화천연가스운반선의 방열시스템에 적용되고 있으며, 환경적 문제로 인해 최근 조선해양산업의 블루오션으로 각광받고 있는 액화천연가스 연료추진선박의 연료저장탱크 단열재로의 적용도 시도되고 있다.
경질 폴리우레탄 폼의 장점은? 경질 폴리우레탄 폼은 가격대비 우수한 재료적 성능으로 인해 단열재, 경량 구조재, 완충재 등으로 전 세계적으로 매우 광범위한 적용이 이루어지고 있는 대표적 산업용 소재이다[1]. 무엇보다도 열전도도가 매우 낮아 단열성능이 우수하다고 알려져 있으며, 그 결과 단열재로써의 응용이 전체의 80-90%를 차지하고 있다. 단열재로써의 폴리우레탄 폼은 150도의 고온부터 영하 200℃에 이르는 극저온 영역까지 매우 넓은 범위에서 사용할 수 있는 실용적인 단열 소재이며, 특히 저온 환경에서의 우수한 단열 성능으로 인해 냉장/냉동고, 파이프, 액화천연가스 저장탱크 등 (극)저온 환경에서 가동되는 산업용 구조물에 널리 이용된다.
경질 폴리우레탄 폼이란? 경질 폴리우레탄 폼은 가격대비 우수한 재료적 성능으로 인해 단열재, 경량 구조재, 완충재 등으로 전 세계적으로 매우 광범위한 적용이 이루어지고 있는 대표적 산업용 소재이다[1]. 무엇보다도 열전도도가 매우 낮아 단열성능이 우수하다고 알려져 있으며, 그 결과 단열재로써의 응용이 전체의 80-90%를 차지하고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. S. B. Park, C. S. Lee, S. W. Choi, J. H. Kim, C. S. Bang, and J. M. Lee, "Polymeric foams for cryogenic temperature application: Temperature range for non-recovery and brittle-fracture of microstructure," Composite Structure, vol. 136, pp. 258-269, 2016. 

  2. J. H. Lee, S. B. Park, S. K. Kim, C. S. Bang, and J. M. Lee, "Modified gurson model to describe non-linear compressive behaviour of polyurethane foam with considering density effect," Computational Structural Engineering Institute of Korea, vol. 28, no. 5, pp. 543-551, 2015. 

  3. V. Dolomanova, J. C. M. Rauhe, L. R. Jensen, R. Pyrz, and A. B. Timmons, "Mechanical properties and morphology of nano-reinforced rigid PU foam," Journal of Cellular Plastics, vol. 47, no. 1, pp. 81-93, 2011. 

  4. M. C. Saha, Md. E. Kabir, and S. Jeelani, "Enhancement in thermal and mechanical properties of polyurethane foam infused with nanoparticles," Materials Science and Engineering A, vol. 479, no. 1-2, pp. 213-222, 2008. 

  5. D. Yan, L. Xu, C. Chen, J. Tang, X. Ji, and Z. Li, "Enhanced mechanical and thermal properties of rigid polyurethane foam composites containing graphene nanosheets and carbon nanotubes," Polymer International, vol. 61, no. 7, pp. 1107-1114, 2012. 

  6. L. Zhang, E. D. Yilmaz, J. S. Thomsen, J. C. Rauhe, and R. Pyrz, "MWNT reinforced polyurethane foam: Processing, characterization and modelling of mechanical properties," Composites Science and Technology, vol. 71, no. 6, pp. 877-884, 2011. 

  7. H. Kim, A. A. Abdala, and C. W. Macosko, "Graphene/polymer nanocomposites," Macromolecules, vol. 43, no. 16, pp. 6515-6530, 2010. 

  8. X. Y. Meng, L. Ye, X. G. Zhang, P. M. Tang, J. H. Tang, X. Ji, and Z. M. Li, "Effects of expandable graphite and ammonium polyphosphate on the flame-retardant and mechanical properties of rigid polyurethane foams," Journal of Applied Polymer Science, vol. 114, pp. 853-863, 2009. 

  9. L. J. Lee, C. Zeng, X. Cao, X. Han, J. Shen, and G. Xu, "Polymer nanocomposite foams," Composites science and technology, vol. 65, no. 15-16, pp. 2344-2363, 2005. 

  10. E. K. Ham, W. K. Choi, Y. K. Kim, and M. K. Seo, "Influence of functional groups on the surface of carbon nanotube on mechanical and thermal properties of carbon nanotube/polymer composites," Polymer(Korea), vol. 39, no. 6, pp. 909-916, 2015 (in Korean). 

  11. Y. J. Lee, N. R. Kim, S. S. Yoon, Y. S. Oh, J. U. Lee, and W. O. Lee, "A study on image Analysis of Graphene Oxide Using Optical Microscopy," Composites Research, vol. 27, no. 5, pp. 183-189, 2014. 

  12. C. G. Lee, "Mechanical properties of graphene," Journal of the KSME, vol. 53, no. 09, pp. 31-35, 2013 (in Korean). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로