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TGA를 이용한 Chlorinated Poly Vinyl Chloride(CPVC)의 활성화 에너지 평가
Evaluation of the Activation Energy of Chlorinated Poly Vinyl Chloride (CPVC) Using Thermogravimetric Analysis 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.33 no.1, 2019년, pp.1 - 6  

박형주 (호원대학교 소방안전학과)

초록
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열중량 분석법(TGA)을 이용하여 소방용 합성수지 배관으로 사용되는 CPVC의 활성화 에너지를 측정하였다. 열중량 분석법을 이용한 활성화 에너지는 Kissinger method와 Flynn-Wall-Ozawa method를 이용하여 계산하였다. 활성화 에너지를 계산한 결과 Kissinger method에 의해 128.07 kJ/mol, Flynn-Wall-Ozawa method에 의해 145.60 kJ/mol로 나타났다. Kissinger method와 Flynn-Wall-Ozawa method에 의해 계산된 활성화 에너지의 차이는 해석 방법이 다르다는 점을 감안했을 때 큰 차이가 없다고 판단된다. 향후 가속열화을 이용한 열적 열화평가 및 공기오븐노화시험을 통한 CPVC의 연소특성을 시험하고, 수명을 예측하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The activation energy of CPVC (Chlorinated Poly Vinyl Chloride) used for non-metallic synthetic resin piping in fire-fighting was measured by thermogravimetric analysis (TGA). The activation energy was determined using by TGA kinetic methods, such as Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa method. The calcul...

주제어

#CPVC   #TGA   #Activation energy   #Kissinger method   #Flynn-Wall-Ozawa method  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 CPVC의 장기 사용수명을 예측하기 위한 활성화 에너지를 계산하기 위한 것으로 향후 가속열화를 통한 열적 열화평가와 더불어 소방용합성수지배관의 성능인 증 및 제품검사의 기술기준에 명시된 공기오븐노화시험(최고주위온도와 49 ℃의 차이에 100을 더한 온도에서 30, 90, 180일)을 통한 시료에 대한 연소특성 시험을 진행하고자 한다. 이를 통해 일반 PVC보다 장기간 사용할 수 있다고 알려진 CPVC의 사용 수명을 예측하고 판단 기준을 제시하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CPVC가 소방용 배관재로 사용이 증가될 것으로 예상되는 이유는 무엇인가? 9배 이상 인 1,689,427개로 조사되었으며, 향후 소방용으로의 CPVC 배관 사용은 더욱 더 확대될 것으로 예상된다(2). 1960～70년대에 비해 현재의 건축기술 및 구조물의 성능개선을 위한 보강공법 등의 발달에 따른 건축물의 수명이 장기화 되고있기 때문에 스프링클러설비 등에 사용되는 소방용 배관재로 그 사용이 증가 될 것으로 예상되는 CPVC의 장기 사용 수명에 대한 평가가 이루어져야 할 것이다.
소방용 합성수지배관의 성능인증 및 제품검사기준에 따른 시험항목 중 환경노출시험에서 만족하여야하는 것은 무엇인가? 현재 소방용 합성수지배관의 성능인증 및 제품검사기준에 따른 시험항목으로는 구조와 외관, 인장강도, 내압시험, 압력손실시험, 파괴시험, 비틀림시험, 수격시험, 온도반복 시험, 진동시험, 충격시험, 환경노출시험, 조립시험, 유연성 시험, 암모니아부식시험, 내연성시험 및 화재시험 등이 있으며 이의 시험기준을 만족하여야 한다. 특히 환경노출시험 중 공기오븐노화시험은 최고주위온도와 49 ℃의 차이에 100을 더한 온도에서 30, 90, 180일 동안 노화시험을 진행한 후 내압시험을 만족하여야 한다(4).
소방용 합성수지배관는 무엇인가? 소방용 합성수지배관이란 기존 PVC(Poly Vinyl Chloride) 재료에 염화반응을 추가하여 PVC의 최대약점인 내열성, 내후성, 내식성을 향상시킨 제품으로 염소화 염화비닐수지를 말한다(2). 염소화 염화비닐수지는 내열배관, 이음관, 밸브, 판, 시트, 가정용 내장재, 전기부품 등으로 사용되며 국내 규격은 KS M 3414(내열성 경질 염화비닐관)로 규정되어 있다.
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참고문헌 (12)

  1. National Fire Safety Code 103, "Sprinkler System" (2016). 

  2. C. K. Lim, "A Study on Application of Chlorinated Poly Vinyl Chloride Piping for Fire-fighting", Ph.D. Dissertaiton, Dongshin University, pp. 20-24 (2016). 

  3. S. H. Jeon, "CPVC for Fire-fighting Synthetic Resin Piping", Fire Science and Engineering, Vol. 2, No. 3, pp. 35-39 (2001). 

  4. Technical Standards for Performance Certification and Product Inspection, "Synthetic Resin Piping for Fire-fighting", Fir Department Notice, No. 2017-1, Korea (2017). 

  5. W. Y. Jung and J. I. Weon, "Characterization of Thermal Degradation of Polyamide 66 Composite: Relationship between Lifetime Prediction and Activation Energy", Polymer (Korea), Vol. 36, No. 6, pp. 712-720 (2012). 

    원문보기 상세보기 crossref

  6. H. J. Park, K. H. Kim and H. Kim, "Evaluation of Thermal Aging on PVC Using Thermo Gravimetry Analysis and Accelerated Thermal Aging Test", Transaction of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 18, No. 3, pp. 45-50 (2004). 

  7. W. S. Ahn, J. M. Lee and H. S. Lee, "A Study on Life Time Prediction of ACM Rubber Composite Using Accelerated Test and Thermogravimetirc Analysis", Elastomers and Composites, Vol. 49, No. 2, pp. 144-148 (2014). 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. Korea Electric Power Research Institute, "Evaluation of Radiation Degradation of Cable in Nuclear Power Plant", Korea Atomic Energy Research Institute, Service Report, KAERI/CM-1026 (2007). 

  9. M. J. P. Slapak, J. M. N. van Kasteren and A. A. H. Drinkengurg, "Determination of the Pyrolytic Degradation Kinetics of Virgin-PVC and PVC-waste by Analytical and Computational Methods", Computational and Theoretical Polymer Science, Vol. 10, No. 6, pp. 481-489 (2000). 

    상세보기 crossref

  10. J. Y. Kim, "Lifetime Prediction and Accelerated Degradation of EPR Insulation Material for NPP Cables", Master's Thesis, Wonkwang University, pp. 17-41 (2015). 

  11. W. S. Ahn and K. H. Park, "A Study on the Thermal Life-Time Expectation of a NR Rubber Material using Isothermal TGA and TMA", Elastomers and Composites, Vol. 44, No. 3, pp. 269-273 (2009). 

  12. K. H. Park, "A Study on Vulcanization and Degradation Reaction of Modified NR Rubber Compound using DSC, TGA and TMA", Master's Thesis, Keimyung University, pp. 6-60 (2008). 

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