• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.342-348
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• 2019

고분자 재료의 사용이 늘어남에 따라 난연성 고분자 재료에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다. 고분자 재료의 난연성 향상을 위한 방법으로 제조된 섬유의 후처리 또는 섬유내 난연제의 도입에 관한 연구가 진행되고 있다. 많은 고분자들 중 탄소섬유 전구체인 폴리아크릴로니트릴(PAN)은 의류용으로도 많이 사용되고 있어서 낮은 난연성을 지닌 PAN으로 이루어진 소재의 난연성 향상이 절실히 요구되고 있다. 본 총설 논문에서는 PAN 섬유의 후처리(안정화 또는 화학반응)을 통한 난연성 PAN 섬유와, 유/무기 소재(실리카, 2차원 소재, 탄소나노튜브)과 함께 혼합하여 섬유로 제조하는 난연성 PAN 복합소재의 제조에 대한 연구를 소개하고자 한다.

• 한국재료학회지
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• 제22권11호
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• pp.604-608
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• 2012

Recently, inorganic-organic hybrid materials have attracted much attention not only for their excellent thermal conductivity but also for their flame retardant properties. In this study, the properties of organic-inorganic hybrid insulating materials using inorganic fillers and polyurethane foam with different foaming conditions have been investigated. The addition of 1.5 wt% water to polyurethane as foaming agent shows the best foaming properties. The pore size was decreased in the foaming body with increasing of the $CaCO_3$ addition. The apparent density and thermal conductivity were increased by increasing the $CaCO_3$ addition. With an increasing amount of $CaCO_3$ powder, the flame retardant property is improved, but the properties of thermal conductivity and apparent density tend to decrease. When the addition of fine particles of $CaCO_3$, the apparent density and thermal conductivity were increased and, also, with the addition of coarse particles over $45{\mu}m$ in size, the apparent density and thermal conductivity were increased as well. In this study, the adding of $CaCO_3$ with average particle size of $27{\mu}m$ led to the lowest thermal conductivity and apparent density. After evaluation with different inorganic fillers, $Mg(OH)_2$ showed the highest thermal conductivity; on the other hand, $CaCO_3$ showed the lowest thermal conductivity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1354-1358
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• 2008

본 연구에서는 EU의 6대 유해물질(Pb, Hg, Cd, $C^{+6}$, PBB/PBDE) 규제와 국내 환경부의 환경유해물질 규제법규에 대응할 수 있는 친환경 무독성 난연 도료를 개발하였다. 개발한 도료는 VOC(휘발성유기화합물) 배출이 적어 친환경적이며, 할로겐계를 탈피하여 인체안전성 확보됨과 동시에 검정기술기준(KOFEIS 0201)에 적합한 수용성 유 무기계 복합화합물이다. 유 무기계 난연 복합화합물 제조를 위하여 $Mg(OH)_2$, $Sb_{2}O_{3}$, 붕산아연 등의 난연성 화합물을 사용하였으며 각 화합물의 최적배합 비율은 1: 2: 2였다. 최종적으로 난연 복합화합물을 바인더(마이셀 2%) 및 용제(물)와 1: 0.5: 0.5로 배합하여 난연도료를 제조하여 그 난연 성능을 테스트하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권2호
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• pp.87-93
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• 2010

내화재료는 건축물에서 화재사고로부터 화염을 차단하기 위해 사용된다. 본 연구에서는 실리콘 고무에 무기계 난연제인 aluminium trihydroxide(ATH, $Al(OH)_3$)와 magnesium dihydroxide(MDH, $Mg(OH)_2$)를 첨가한 복합체를 기계적 교반으로 제조한 후 내화성능향상에 관한 연구를 진행하였다. 내화재료의 열 특성분석을 위해 TGA를 사용하였고, rheometer를 이용해 유변학적 분석을 하였다. 내화특성을 분석하기 위해 gas torch를 이용하였다. 본 연구를 통하여 ATH와 MDH가 첨가되면 실리콘 고무의 내화성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.349-355
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• 2019

A fire, be it caused intentionally or unintentionally, leads to economic loss and physical damage, and requires digestion. The number of fires is increasing yearly, and electrical fires account for more than 30% among the main causes of fires. Electric wires that catch fire typically employ silicone coatings; silicone has organic as well as inorganic properties. Silicon is a natural, nonexistent, synthetic product with numerous applications. In this study, a silicon rubber for application in wires was prepared by high-temperature vulcanization (HTV) with a Shore A hardness of 70. We report results for the flame retardancy test and the fire safety characteristics via inorganic analysis. For this, a quartz inorganic material was added to the wire specimen, and 18% powdered extinguishing agent ammonium phosphate and expanded vermiculite respectively. Thus, expanded vermiculite showed the best flame retardancy and fire safety characteristics.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.7-13
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• 2020

경질 폴리우레탄(Polyurethane) 폼(Foam)의 난연 성능을 개선하기 위하여 외부에 물유리를 코팅하였다. 무기질인 물유리 코팅층이 적용된 우레탄폼의 콘칼로리메터의 열방출율(Heat release rate)은 급격히 감소하였다. 폴리우레탄 표면에 코팅된 물유리는 화염에 노출되었거나 가열되었을 때 유리화 반응과 미 탈출 수분에 의한 발포현상으로 인해 유리질 폼을 형성하게 된다. 폴리우레탄 폼 위에 형성된 유리질 폼은 단열층이 되어 10 min 이상 폴리우레탄 폼의 연소를 억제하였다. 이러한 결과에 따라서 물유리는 경질 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권2호
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• pp.113-119
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• 2021

고분자는 고유의 경량성 및 강성으로 인해 건축 자재에 두루 적용되는 소재이다. 그러나 건축 산업에서 빈번히 발생하는 화재 사고에서 대형 화재로의 확산을 일으키는 가장 큰 원인 중 하나가 가연 특성을 지니는 고분자라고 할 수 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 방안으로 고분자 소재에 난연제를 첨가하여 난연 특성을 부여하는 연구가 활발히 진행되고 있는 추세이다. 이 중에서도 유기 인계 난연제는 고분자와의 혼화성이 우수하며, 독성이 낮은 장점을 가지고 있어 많은 주목을 받고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 건축자재용으로 사용되는 친환경 고분자인 폴리락타이드의 난연성능을 확보하기 위하여 알콕시아민 기반의 유기 인계 난연제 구조를 설계 및 합성하여 이의 효과를 확인하는 것을 목적으로 둔다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.639-654
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• 2016

건축 재료별 연소가스에 따른 인체 유해성 평가에 관한 본 연구는 SEM, FTIR와 콘칼로리미터를 이용하여 목재류인 MDF와 나왕방부목 2종과 화학물질인 난연 스티로폼, 스티로폼, 우레탄폼 및 석고보드 4종의 플라스틱류 각각의 재료별 연소가스 분석을 하였다. 분석결과, MDF는 연소된 부분의 나무구조와 접착제가 혼합되어 균일하게 연소되었고 나왕방부목은 난연 약제가 깊숙이 침투하여 높은 열에도 목재의 형태를 일정하게 유지하였다. 난연 스티로폼은 불이 붙지 않고 녹아내렸는데 무기계 난연제 때문으로 사료되고 석고보드는 형태는 유지했으나 열에 취약함을 확인하였다. MDF에서 암모니아($NH_3$)치사농도(750 ppm)대비 795 ppm, 나왕방부목은 이산화탄소($CO_2$)가 256,965 ppm으로 치사농도(100,000 ppm)의 2.5배 초과하였고, 우레탄에서 염화수소(HCl)의 치사농도(500 ppm)를 초과하는 697 ppm, 또한 우레탄에서 이산화질소($NO_2$) 치사농도(250 ppm)를 크게 초과하는 434 ppm과 난연 스티로폼 398 ppm이 방출되었다. 대부분의 재료에서 인체에 매우 유해한 가스가 방출됨을 확인하였고, 본 연구결과는 향후 건축 재료별 인체 유해성을 평가하는 기초데이터로 활용하고자 한다.

• 폴리머
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• 제27권6호
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• pp.576-582
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• 2003

열가소성 수지인 폴리프로필렌과 나일론 블렌드를 무기나노입자인 몬모릴로나이트와 상용화제 말레산 무수물 폴리프로필렌을 사용하여 복합화한 나노복합재료에 할로젠 계열의 난연제 데카브로모다이페닐옥사이드를 첨가하였을 때의 분산성과 난연특성 및 기계적 특성의 향상에 대해 실험하였다. 고분자 수지의 난연특성과 기계적 특성은 난연제의 첨가뿐만 아니라 나노복합화를 통해서도 향상될 수 있으며, 고분자 수지 내의 나노입자의 분산정도에 따라 매우 큰 차이가 생긴다. 고분자 수지와 무기나노입자 사이의 분산성과 그에 따른 난연특성 및 기계적 특성을 난연제와 무기나노입자의 함량에 .따라 정량적으로 측정하였다 폴리프로필렌/나일론 블렌드를 몬모릴로나이트로 복합화할 때 2회 이상 컴파운딩하면 완전히 분산되는 것을 XRD 결과로 확인하였다. 폴리프로필렌/나일론 블렌드를 복합화하면 나일론의 첨가로 인한 난연성의 저하를 극복할 수 있었으며, 무기나노입자가 완전히 분산되어 있을 때에는 추가적인 난연특성의 향상을 얻었다. 그리고 폴리프로필렌은 나일론의 첨가로 인하여 인장강도와 충격강도가 약간 증가하였으며, 무기나노입자와의 복합화를 통해서 추가적인 기계적 물성의 증가를 관찰하였다. 이로부터 폴리프로필렌의 기계적 물성의 향상을 위해 첨가한 나일론은 난연특성의 저하를 초래하지만 무기나노입자와의 복합화를 통해 난연특성의 향상과 추가적인 기계적 물성의 향상을 동시에 얻을 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제37권3호
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• pp.159-169
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• 2002

본 연구에서는 acrylonitrile-butadiene rubber(NBR)/타이어고무분말(Ground Tire Rubber, GTR) 블렌드계의 발포체를 제조하고, 이들의 난연성을 증진시키고자 하였다. 그 결과 난연제 중 유기인 화합물 및 무기금속 수산화물의 함량 증가에 따라 난연성이 증진됨을 확인할 수 있었다. 유기인 화합물의 경우 함량 증가에 따라 한계산소지수(LOI)가 증가하고, 열 방출 속도(HRR) 및 유효 연소열(EHC)이 감소하는 반면에 CO 방출률(량) 및 역기밀도가 증가함을 확인 할 수 있었다. 무기금속 수산화물은 함량 증가에 따라 난연효과 뿐만 아니라 열기발생 억제효과를 동시에 가짐으로써 LOI, HRR, EHC가 유기인 화합물 첨가에서와 같은 경향성을 보여주었지만 CO 방출률(량) 및 연기밀도에 있어서는 유기인 화합물 첨가에서와 상이하게 감소하였다. 그리고 난연성을 판단함에 있어 중요한 변수들인 열 방출속도, 유효 연소열, 무게감소, 한계산소지수간의 상관관계를 확인하였는데, A-HRR과 LOI가 증가함에 따라 질량손실이 각각 증가 혹은 감소하는 뚜렷한 경향성을 확인하였다. 이로써 NBR/GTR의 조성비기 $100{\sim}80/0{\sim}20 wt.%$이고 고무/난연제의 조성비가 $1/1.55{\sim}3.60 wt.%$일 때, 원활한 핵의 생성 및 cell의 성장으로 인해 균일한 closed cell 및 semi-closed cell을 보여주었다. 또한 $225{\sim}250 %$의 발포율을 보이며, 낯은 HRR과 높은 LOI($28.0{\sim}39.3$)를 갖는 난연성 및 발포성이 우수한 발포체를 얻을 수 있었다.