• 제목/요약/키워드: Activation energy for thermal decomposition

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Zirconia 입자의 첨가가 페놀 수지의 경화거동에 미치는 영향 (Effect of Zirconia Particle Addition on Curing Behavior of Phenolic Resins)

  • 윤재호;김한준;이재민;김종희;이승구
    • Composites Research
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    • 제35권4호
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    • pp.288-297
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    • 2022
  • 본 연구는 Zirconia(zirconium oxide) 입자가 페놀수지 경화거동에 미치는 영향을 조사하였다. Zirconia 입자의 함량에 따른 페놀수지의 승온 및 등온 경화 거동을 분석하였다. Zirconia 함량을 달리한 페놀수지의 점도 및 열분해 특성을 조사하였다. DSC 분석으로부터 경화도와 경화율을 구하였다. 마지막으로 Zirconia 입자가 첨가된 페놀수지의 DSC 데이터로부터 경화 반응에 대한 활성화 에너지를 계산하였다. 그 결과 zirconia 함량이 높을수록 경화가 지연되고 경화에 필요한 활성화에너지가 더 커지는 경향이 나타났다. 또한 TGA를 이용한 열분해 분석 결과 Zirconia의 함량이 증가할수록 더 적은 중량감소가 관찰됐다. Carbon/Phenol 프리프레그의 표면 점착성은 Zirconia 함량에 따라 부분적으로 변화하였으나 유의한 영향은 없었다.

Bisphenol계 DGEBA/DGEBS 에폭시 블렌드 시스템의 열적 특성 및 파괴인성 (Thermal Properties and Fracture Toughness of Bisphenol-Based DGEBA/DGEBS Epoxy Blend System)

  • 박수진;김범용;이재락;신재섭
    • 폴리머
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    • 제27권1호
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    • pp.33-39
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    • 2003
  • 본 논문에서는 비스페놀계 2관능성 에폭시 수지 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 경화거동, 열안정성, 그리고 파괴인성 특성을 고찰하였다. DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 함량비율을 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 그리고 60 : 40 wt%까지 변화시켰으며, DSC에 의한 열분석을 통하여 Ozawa식으로 경화 활성화 에너지 ($E_a$)를 계산하였으며, TGA 열분석을 사용하여 열분해 개시 온도(IDT), 최대 무게 감량시 온도($T_{max}$), 그리고 적분 열분해 진행 온도(IPDT) 등 열안정성 인자를 고찰하였다. 경화된 시편의 파괴인성 특성은 크랙성장 저항을 나타내는 임계응력세기 인자 ($K_{IC}$) 실험을 통하여 알아보았으며, 주사전자현미경 (SEM)을 사용하여 시편의 파단 특성을 조사하였다. 실험 결과 DGEBA/DGEBS 블렌드 시스템의 $E_a$, IPDT, 그리고 $K_{IC}$는 DGEBS 함량이 20 wt%인 경우 최대값을 나타내었는데, 이는 설폰기의 도입으로인한 치밀한 네트워크 구조의 형성때문이라 사료된다.

불소함유 에폭시 수지의 열적, 기계적 및 전기적 특성 (Thermal, Mechanical, and Electrical Properties of Fluorine-Containing Epoxy Resins)

  • 박수진;김범용;이재락;신재섭
    • 폴리머
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    • 제27권3호
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    • pp.183-188
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    • 2003
  • 유전체 분광계를 사용하여 불소함유 에폭시 수지, 벤조트리플루오라이드의 다이글리시딜 에테르(FER)/다이아미노다이페닐메탄 (DDM)과 비스페놀 A의 다이글리시딜 에테르 (DGEBA)DDM 시스템의 유전상수를 측정하였으며, DMA와 TGA에 의한 열분석을 통하여 유리 전이 온도 및 열분해 개시온도, 최대 무게 감량시 온도, 그리고 분해 활성화 에너지 등 열안정성 인자를 고찰하였다. 경화된 시편의 기계적 물성은 파괴 인성, 굴곡강도 및 충격강도 실험을 통하여 알아보았으며, 주사전자 현미경을 사용하여 시편의 파단 특성을 조사하였다. 실험 결과, DGEBA/DDM 시스템에 비해 FER/DDM 시스템은 낮은 유전 상수를 나타내었으며, 경화된 시편의 기계적 물성은 높은 값을 나타내었다. 이는 trifluoromethyl (CF$_3$) 기의 도입으로 인하여 전기적 특성과 기계적 물성이 증가한 것으로 사료된다.

A STUDY ON THE AGING DEGRADATION OF ETHYLENE-PROPYLENE-DIENE MONOMER (EPDM) UNDER LOCA CONDITION

  • Seo, Yong-Dae;Lee, Hyun-Seon;Kim, Yong-Soo;Song, Chi-Sung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.279-286
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    • 2011
  • The aging degradation and lifetime assessment of a domestic class 1E Ethylene-Propylene-Diene-Monomer (EPDM), which is a popular insulating elastomer for electrical cables in the nuclear power plants, were studied for equipment qualification verification under the Loss of Coolant Accident (LOCA) conditions. The specimens were acceleratively aged, underwent a LOCA environment, as well as tested mechanically, thermo-gravimetrically, and spectroscopically according to the American Society of the Testing of Materials (ASTM) procedures. The tensile test results revealed that the elongation at break gradually decreased with an increasing aging temperature. The lifetime of EPDM aged isothermally at $140^{\circ}C$ was 1,316 hours and reduced to 1,120 hours after experiencing the severe accident test. The activation energies of the elongation reduction were $1.10{\pm}0.196$ eV and $0.93{\pm}0.191$ eV before and after the LOCA condition, respectively. The TGA test results also showed that the activation energy of the aging decomposition decreased from 1.35 eV to 1.02 eV after undergoing the LOCA environment. Although the mechanical property changes were discernibly observed during the aging process, along with the LOCA simulation, the FT-IR analysis showed that the spectroscopic peaks and their intensities did not alter significantly. Therefore, it can be concluded that the degradation of the domestic class 1E EPDM due to aging can be tolerable, even in severe accident conditions such as LOCA, and thus it qualifies as a suitable insulating material for electrical cables in the nuclear power plants.

비등온 열중량분석법을 이용한 급속 반탄화 참나무 목분의 열적 특성과 활성화 에너지 연구 (A Study on The Thermal Properties and Activation Energy of Rapidly Torrefied Oak Wood Powder using Non-isothermal Thermogravimetric Analysis)

  • 이단비;김범준
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권1호
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    • pp.96-105
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    • 2016
  • 급속 반탄화 처리한 참나무 목분의 연료 적합성을 알아보기 위해 다양한 반탄화 시간(0, 5, 7.5, 10분)으로 제조한 반탄화 목분 시료를 10, 20, $40^{\circ}C/min$의 승온속도로 비등온 열중량분석법을 이용하여 시료의 열적 특성과 활성화 에너지를 알아보았다. 반탄화 처리시간이 증가함에 따라 시료의 열분해 시작온도($T_{onset}$)가 증가하였고, 시료 내 헤미셀룰로오스 함량은 감소하고 리그닌 함량은 증가하였으며, 열분해 반응 후의 최종 잔류물 양이 증가하는 모습을 보여주었다. 활성화 에너지는 Friedman과 Kissinger의 2가지 방법을 사용하여 추정하였으며, 각각의 결정계수 결과값은 0.9를 상회하여 계산된 활성화 에너지 값의 높은 유용성을 확인하였다. 시료의 활성화 에너지 계산 값은 반탄화 처리시간이 증가할수록 감소하는 경향이 나타났으며, 7.5분간 반탄화 처리한 시료에서 관찰된 가장 낮은 활성화 에너지 값은 급속 반탄화처리 참나무 목분의 바이오 고형연료제품으로써의 높은 적용가능성을 보여주었다.

In-situ 환원/소결법을 이용한 다공성 니켈 멤브레인 가스필터의 제조 및 평가 (Fabrication and Characterization of Porous Nickel Membrane for High Precision Gas Filter by In-situ Reduction/Sintering Process)

  • 김남훈;송한복;최성철;좌용호
    • 한국분말재료학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.262-267
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    • 2009
  • Disk type porous nickel membrane was fabricated by in-situ reduction/sintering process using compacted NiO/PMMA (PMMA; Polymethyl methacrylate) mixture at $800^{\circ}C$ in hydrogen atmosphere. The porosity (49$\sim$58%) of these membrane was investigated as an amount of PMMA additive. The thermal decomposition and reduction behavior of NiO/PMMA were analyzed by TG/DTA in hydrogen atmosphere and the activation energy for the hydrogen reduction of NiO and thermal degradation of PMMA was calculated as 61.1 kJ/mol, evaluated by Kissinger method. Finally, the filtering performance and pressure drop were measured by particle counting system.

보론 나이트라이드와 탄소나노튜브로 충전된 실리콘 고무의 열전도도 향상 (Improvement of Thermal Conductivity of Poly(dimethyl siloxane) Composites Filled with Boron Nitride and Carbon Nanotubes)

  • 하진욱;홍진호;김민재;최진규;박동화;심상은
    • 폴리머
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    • 제37권6호
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    • pp.722-729
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    • 2013
  • Poly(dimethyl siloxane)(PDMS, 실리콘 고무)의 열전도도 향상을 위하여 보론 나이트라이드과 탄소나노튜브를 열전도성 충전제로 사용하였다. 보론 나이트라이드의 함량은 0에서 100 phr로 증가시켰으며, 탄소나노튜브의 함량은 보론 나이트라이드의 함량을 100 phr로 고정시킨 상태에서 0에서 4 phr로 증가시켰다. 실리콘 고무 복합재료의 열전도도는 보론 나이트라이드 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 탄소나노튜브를 추가로 첨가하더라도 열전도도 향상에 대한 효과는 미미하였다. 100 phr 함량의 보론 나이트라이드 함량에 탄소나노튜브를 충전 시 복합재료의 열분해가 가속화되는 예상치 못한 결과를 얻었다. 이를 해석하기 위하여 Horowitz-Metzger 방법을 이용하여 열분해 활성화 에너지를 계산하였다. 또한 보론 나이트라이드/탄소나노튜브가 충전된 실리콘 고무 복합재료의 경화거동, 전기저항 및 기계적 물성을 연구하였다.

전자선 경화를 이용한 에폭시 수지의 열안정성과 경화동력학에 관한 연구 (Studies on Thermal Stability and Cure Behavior of Epoxy Resins using Electron-beam Curing Technique)

  • 박수진;허건영;이재락
    • Composites Research
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    • 제15권2호
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    • pp.40-47
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    • 2002
  • 이관능성 에폭시 수지인 DGEBA와 DGEBF를 양이온 촉매인 BQH를 사용하여 전자선(electron-beam) 경화 기술에 의해 경화하였다. 그리고 수지의 구조적 차이가 열안정성과 경화동력학에 미치는 영향을 연구하였다. 실험적 결과에 의하면, Horowitz-Metzger 법에 의한 분해 활성화 에너지는 DGEBA의 경우가 높았지만 적분 열분해 온도(IPDT)는 DGEBA가 DGEBF 보다 낮았다. 이것은 DGEBF 주사슬의 수소 결합으로 인해 가교밀도가 높아졌기 때문인 것으로 사료되며, 근적외선 분광기(NIRS)를 사용하여 $5235\;cm^{-1}$$7000\;cm^{-1}$에서의 hydroxyl band의 증가로 확인하였다.

잠재성 양이온 경화제인 Methylanilinium염에 의해 개시된 에폭시 수지의 경화 거동 (Cure Behaviors of Epoxy Resin Initiated by Methylanilinium Salts as Latent Cationic Curing Agent)

  • 박수진;김택진;이창진;이재락;박정규
    • 폴리머
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    • 제25권2호
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    • pp.168-176
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    • 2001
  • 새로운 열잠재성 개시제로서 N-crotyl-N,N-dimethyl-4-methylanilinium hexafluoroan-timonate (CMH) 촉매가 diglycidylether of bisphenol A (DGEBA) 에폭시 양이온 중합계의 열적, 유변학적 특성 및 열정성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. DSC에 의한 DGEBA/CMH 경화계의 열분석 결과, 본 경화계는 일정 온도까지 우수한 잠재성을 지닌 반응 기구임을 확인할 수 있었으며, 특히 개시제의 함량이 증가할수록 CMH의 높은 활성에 의해 DGEBA의 전환율 및 경화반응 속도가 증가하였다. 유변학적 특성은 레오미터를 사용하여 등온 조건 하, 저장 탄성율(G'), 손실 탄성율(G") 그리고 damping factor (tan $\delta$)를 구한 후 이들 데이터로부터 겔화 시간을 측정하였다. 실험 결과 경화 온도 및 CMH의 증가에 따른 활성의 차이로 인하여 에폭시 양이온 중합의 네트워크 구조 형성에 영향을 미쳐 겔화 시간이 단축됨을 알 수 있었다. 형성된 네트워크 구조의 열안정성은 TGA 분석을 통해 분해 활성화 에너지 및 열안정성 인자 등의 측정으로 고찰하였다.찰하였다.

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에폭시/나일론6 블랜드의 경화 동력학 및 열안정성에 관한 연구 (Studies on Cure Kinetics and Thermal Stability of Epoxy/Nylon 6 Blend)

  • 김동규;김관우;한웅;곽이구;김병주
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.538-542
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    • 2015
  • 본 연구에서는 epoxy (Diglycidylether of bisphenol-A, DGEBA)에 대한 nylon 6의 혼합비가 각각 0, 10, 20, 30, 40 wt%로 블랜딩한 혼합 수지를 시차 주사 열량계(DSC)와 열 중량 분석(TGA)을 사용하여 경화 동력학 및 열안정성에 관하여 연구하였다. 실험 결과, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 최대 발열 온도($T_{max}$)가 낮아지며, 경화 활성화 에너지($E_a$) 값은 감소하였다. 이는, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 DGEBA와 결합이 빠르게 이루어져 최대 발열 온도에 영향을 미친다고 판단된다. DGEBA/nylon 6의 TGA 분석 결과 nylon 6의 함량이 증가할수록 열안정지수($A^*{\cdot}K^*$) 및 적분 열분해 진행 온도(IPDT)에 입각한 열안정성이 증가하였다. 이러한 결과는 내열성이 우수한 nylon 6가 DGEBA와 결합하여 DGEBA/nylon 6 내부에 유입되는 열을 흡수하고, 열전달 및 확산을 제어하여 열안정성 인자들의 값이 증가되는 것으로 판단된다.