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PP에 용융온도 조절을 위한 첨가제로 ZnO와 ADCA를 첨가하여 발포제의 온도를 약 $165^{\circ}C$로 조절 하였다. 이러한 혼합 분말은 $178{\sim}208^{\circ}C$ 온도범위의 금형에서 약 3분 동안 가압성형 되었다. $198^{\circ}C$, 발포제 1.0wt%에서 비교적 우수한 기공 분포를 나타냈다. 그 보다 낮은 온도에서는 기공형성이 충분치 않았고, 그 이상에서는 기공이 불균일하게 분포하여 측면이나 상부에 밀집되면서 더욱 큰 기공을 형성하는 경향을 보였다. 이렇게 제조된 PP 시트의 밀도는 0.518g/cc이었고, 기공률로 약 47%에 해당하였다.

PP에 용융온도 조절을 위한 첨가제로 ZnO와 ADCA를 첨가하여 발포제의 온도를 약 $165^{\circ}C$로 조절 하였다. 이러한 혼합 분말은 $178{\sim}208^{\circ}C$ 온도범위의 금형에서 약 3분 동안 가압성형 되었다. $198^{\circ}C$, 발포제 1.0wt%에서 비교적 우수한 기공 분포를 나타냈다. 그 보다 낮은 온도에서는 기공형성이 충분치 않았고, 그 이상에서는 기공이 불균일하게 분포하여 측면이나 상부에 밀집되면서 더욱 큰 기공을 형성하는 경향을 보였다. 이렇게 제조된 PP 시트의 밀도는 0.518g/cc이었고, 기공률로 약 47%에 해당하였다.

AI 본문요약

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• 연구 방법
• 연구 결과

제안 방법

• 이 연구에서는 ZnO를 발포 촉진제[5]로 사용하였다. ADCA 발포제의양은 10g으로 고정시키고, ZnO의 비율을 30, 40,50wt%로 정하고 혼합 후 TMA(Thermo-Mechanical Analysis)를 이용하여 식산 및 온도에 따른 무게변화를 측정하였다.
• 다공질 폴리프로필렌 시트를 제조하기 위하여 ADCA의 발포 온도는 ZnO의 첨가량을 30, 40,50wt%로 변화시켜 조절하였다. PP의 무게는 10g으로 고정하고, ADCA와 ZnO는 총량으로 0.01, 0.02,0.05, 0.1wt%로 설정하였다. 교반 시에 회전속도는 50rpm, 교반시간은 3～10시간으로 정하였다.
• SEM(Scanning Electron Microscope)을 통하여 시료의 단면을 관찰하였다.
• 1wt%로 설정하였다. 교반 시에 회전속도는 50rpm, 교반시간은 3～10시간으로 정하였다.
• 다공질 폴리프로필렌 시트를 제조하기 위하여 ADCA의 발포 온도는 ZnO의 첨가량을 30, 40,50wt%로 변화시켜 조절하였다. PP의 무게는 10g으로 고정하고, ADCA와 ZnO는 총량으로 0.
• 발포제(ADCA/ZnO(40wt%))의 조성을 PP에 대하여 0.1, 0.3, 0.7, 1.0wt%으로 각각 변화시켰다. 그림 3과 같이 발포제(ADCA)가 증가함에 따라 기공 분율은 점차 증가하였고, 동시에 기공분포도 균일화하는 경향을 나타냈다.
• 타유기화학발포제와는 달리 분해 시 불꽃을 나타내지 않으며 열분해 시 발생하는 가스는 N₂, CO, NH₃,CO₂ 이다. 발포제의 분해 온도가 200℃이상으로 매우 높아서, 공정 중의 PP가 열분해 될 수 있기 때문에 ZnO를 첨가해서 발포온도를 낮추어 실험을 진행하였다.
• 성형된 다공질 폴리프로필렌의 조직을 관찰하기 위해 액화 질소 속에서 유지한 후 꺼내어 충격으로 파손시켜 단면을 얻었다. SEM(Scanning Electron Microscope)을 통하여 시료의 단면을 관찰하였다.
• 이 연구는 PP에 첨가제로 ZnO와 ADCA를 첨가하여 가압성형법으로 성형체를 제조하였다. 발포제의 온도는 ZnO를 40wt%첨가하여 약 184℃로 정하였다.
• 이 연구에서는 다공질 폴리프로필렌(PP) 시트를 제조하기 위해 분말형 폴리프로필렌 소재와 발포제(ADCA) 첨가로 융점이 제어된 발포제를 혼합하고 고온에서 열간 가압성형함으로써  성형체를 제조하였다.
• 이 연구에서는 다공질 폴리프로필렌(PP) 시트를 제조하기 위해 분말형 폴리프로필렌 소재와 발포제(ADCA) 첨가로 융점이 제어된 발포제를 혼합하고 고온에서 열간 가압성형함으로써  성형체를 제조하였다. 제조된 다공질 시트의 외형과 기공분포, 기공량을 조사하였다.
• 크기와 종류가 다른 분말을 충분히 혼합하기 위해 교반 시간을 변화 시켰다. 그림 4와 같이 교반 시간이 경과 할수록 기공률이 증가 하는 것을 관찰할 수 있었다.

대상 데이터

• 기지소재는 폴리프로필렌((주)삼성토탈, BB110)과 발포제는 ADCA가 사용되었다. 일반적으로 분해 온도는 205℃인데, 합성 시 반응조건에 따라 분해 온도를 낮출 수 있다.
• 이를 억제하기 위해 발포제의 분해 속도를 가속시키거나 분해 온도를 감소시켜야 한다. 이 연구에서는 ZnO를 발포 촉진제[5]로 사용하였다. ADCA 발포제의양은 10g으로 고정시키고, ZnO의 비율을 30, 40,50wt%로 정하고 혼합 후 TMA(Thermo-Mechanical Analysis)를 이용하여 식산 및 온도에 따른 무게변화를 측정하였다.

성능/효과

• 그림3은 시료의 단면을 관찰한 SEM 사진이다. 1.0wt% ADCA 시편에서 균일한 기공이 관찰되었으나, 그 크기가 0.2～0.4mm로 매우 조대하였다. 기공의 크기가 약 70～90μm일 때 우수한 압전 계수가 얻어진다고 보고되고 있기 때문에[6] 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.
• ZnO의 함유량이 30, 40, 50wt%로 증가할수록 발포제의 분해 온도가 188, 184, 170℃로 감소하였다. PP의 용융온도가 165℃ 이기 때문에 가능한 이 온도까지 ADCA의 발포온도를 감소시키는 것이 바람직하지만 시편제조 후에 잔류 ZnO가 너무 많아서 40wt%로 제한하였다.
• 그림 5와 같이 압력이 증가할수록 기공의 크기는 감소하는 것을 관찰 할 수 있다. 높은 점도를 갖는 PP 속에 갇힌 기공이 외부압력이 증가 할수록 기공의 크기가 감소하고 모양도 타원형으로 변화 되었다. 그러나 기공률도 감소하기 때문에 높은 기공률을 얻기 위해서는 과도한 압력을 가하는 것은 바람직하지 않았다.
• 0wt%를 임계값으로 하여 기공의 분포가 안정화 되었다. 발포제가 1.0wt%일 때 밀도는 0.518g/cc까지 감소하였고, 기공률도 약 47%까지 증가하였다. 발포제가 1.
• 발포제의 온도는 ZnO를 40wt%첨가하여 약 184℃로 정하였다. 발포제의 조성이 증가할수록 기공의 분포는 점차 균일화 되었고, 1.0wt%를 임계값으로 하여 기공의 분포가 안정화 되었다. 발포제가 1.

후속연구

• 기공의 크기가 약 70～90μm일 때 우수한 압전 계수가 얻어진다고 보고되고 있기 때문에[6] 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.
• 향후 연구를 통하여, 기공의 크기를 더욱 감소시키고 기공률을 10%이상 증가시키는 연구가 필요하며, 이를 위해서는 혼합분말의 분산 및 PP온도의 최적화, 가압력의 변화와 관련된 추가 연구가 필요하였다.

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