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제안 방법
- DGEBA / Organoclay (2MBHT:10A)나노콤포지트, Southem Clay Products로부터 구입된 제품으로 Cloisite®10A(이하 Organoclay_10A) 을 균일한 혼합(Homogeneous Mixtures)위해 에폭시수지를 100℃에서 30분 동안 예열하여 점도를 아주 낮게 하였고, Nanoclaye 100℃에서 10시간동안 내부에 존재하는 미량의 수분을 제거 후 Nanoclay Powder 를 중량 비 1, 3, 5, 7, 9 wt%의 비율로 혼합 후, Power Ultrasonic으로 1시간 동안 강력한 초음파를 인가하였다. 강력초음파적용 시 시간이 증가할수록 점도는 크게 증가하여 층상실리케이트 내로 에폭시분자가 삽입 즉, intercalate 와 exfoliate 되는 과정을 확인 하였다.
- Diglycidyl ether of bisphenol-A의 Epoxy resins (DGEBA, EPOKUKDO_YD_128 , KUKDO. Chem. co, Korea)와 산무수물계 (Hardener of Acid Anhydride : HN-2200) 경화제를 사용하여 경화하였다.
- 나타내었다. 각각의 충진함량에 대한 나노콤포지트를 Power Ultrasonic을 60분 동안 적용하여 층상실리케이트가 에폭시 수지 내로 Intercalate와 Exfoliate되도록 분산처리를 하였다. 결과적으로 초음파를 적용하지 않은 나노콤포지트는 충진 함량에 따라 1, 3, 5wt%는 거의 유사한 크기를 이후에는 감소되는 결과를 얻었다.
- 진공오븐(1 torr)에서 몰드금형내의 기포를 충분히 제거한 후 고온 오븐에서 150℃ X 2시간+150℃x3시간 동안 경화하였다. 경화된 Nanocomposites는 초음파 세척 후 건조하여 다음과 정의측정과정을 실시하였다.
- 완전히탈포된 혼합물의 점도가 크게 떨어진 상태에서 예열된 금형(9 5℃)으로 혼합물을 주입하였다. 금형에 주입된 혼합물의 기포 제거를 위하여 3차 과정으로 진공 탈포 기에서 진공탈포를 실시하였다. 진공오븐(1 torr)에서 몰드금형내의 기포를 충분히 제거한 후 고온 오븐에서 150℃ X 2시간+150℃x3시간 동안 경화하였다.
- 본 연구는 초음파를 적용하지 않고 Centrifugal만으로 분산시킨 Organoclay 종류별 나노콤포지트와 Organoclay_10A 중진 함량별 나노콤포지트를 교류 및 직류절연파괴 특성 과 강력 초음파를 60분 적용한 Organoclay_10A나노콤포지트의 충진함량별 교류절연파괴 특성을 연구한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다.
- 그러나 이와 같은 연구는 점도를 최대로 낮게 하여 층상실리케이트와 층상실리케이트 사이로 고분자 체인이 삽입되게 하는 방법으로 구조적 향상은 가져올 수 있지만, 반대로 스틸렌모노머와같은 중합게시제의 첨가는 절연의 성능 저하를 가져올 수 있기 때문이다. 본 연구에서 이와 같은 여러가지 유기용매를이 용하지 않는 친환경 적 분산기 법 으로 강력 초음파(Power Ultrasonic)을 적용한 기법을 선택하여 에폭시에 유기화된 층상 실리 케이트 분말을 넣고 혼합하여 강력초음파를 적용하였다. 이와 같은 기법으로 제조된 샘을 이용하여 다음과 같은 Epoxy/Organoclay 나노콤포지트의 교류 및 직류 고전압을 인가하여 절연파괴 특성을 연구하였다.
- 본 연구에서 이와 같은 여러가지 유기용매를이 용하지 않는 친환경 적 분산기 법 으로 강력 초음파(Power Ultrasonic)을 적용한 기법을 선택하여 에폭시에 유기화된 층상 실리 케이트 분말을 넣고 혼합하여 강력초음파를 적용하였다. 이와 같은 기법으로 제조된 샘을 이용하여 다음과 같은 Epoxy/Organoclay 나노콤포지트의 교류 및 직류 고전압을 인가하여 절연파괴 특성을 연구하였다.
- 이는 연면방전을 방지하기위해 고안한 샘플로 파괴가 잘 이루어질 수 있도록 제작하였다. 인가전압 사용하였으며, 1kV/s로 승압하여 파괴에 이를 때까지 승압하였다. 측정함량에 대한 샘플 수는 10~15개 실험결과에 돌출적으로 값이 큰 것과 상대적으로 약한 강도를 갖는 자료를 제거하여 평균한 값을 중심선으로 연결하였고, 최상 값과 최하 값을 에러 바로 표시하였다.
대상 데이터
- 그림1에서는 여러 종류의 에폭시-나노콤포지트 즉, Organoclay_10A, 15A, 93A 3종류의 나노콤포지트를 제조하였다. 층상실리케이트 충진함량은 일정하게 5wt%로 하였다.
- 더불어 미시적인관점으로 볼 때 결정화도(degree of crystallinity), 체적전하의 누적, 체적전하의 누적, 계면의 면적, 결합의 방식, 온도와 자유체적의 여러 가지에 의해 영향을 받는다. 측정 샘플의 두께는 200[μm] 정도 오목한 반구형 요철로 샘플을 제작하였다. 이는 연면방전을 방지하기위해 고안한 샘플로 파괴가 잘 이루어질 수 있도록 제작하였다.
데이터처리
- 인가전압 사용하였으며, 1kV/s로 승압하여 파괴에 이를 때까지 승압하였다. 측정함량에 대한 샘플 수는 10~15개 실험결과에 돌출적으로 값이 큰 것과 상대적으로 약한 강도를 갖는 자료를 제거하여 평균한 값을 중심선으로 연결하였고, 최상 값과 최하 값을 에러 바로 표시하였다. 측정은 상온에서 실시하였다.
이론/모형
- 그림 2에서는 Organoclay_10A 나노입자의 충진 함량별 나노콤포지트로서 초음파를 적용하지 않고 Centrifugal 분산법을 이용하여 나노콤포지트를 제조하였다.
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