표제지
목차
논문개요 11
1. 서론 12
1.1. 폴리우레탄 12
1.2. 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼 18
1.3. 실란 커플링제 26
1.4. 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 단열성능 31
1.5. 연구목적 33
2. 실험 34
2.1. 실험재료 34
2.2. 실험방법 36
2.2.1. 유리섬유의 표면 개질 36
2.2.2. 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼 합성 37
2.3. 특성 분석 38
2.3.1. 밀도 측정 38
2.3.2. FT-IR 측정 38
2.3.3. 유리섬유의 표면 특성 38
2.3.4. 기계적 물성 측정 39
2.3.5. Cell morphology 측정 39
2.3.6. 유리전이 온도(Tg) 측정 39
2.3.7. 열전도도 측정 40
2.3.8. 독립 기포율 측정 40
3. 결과 및 고찰 41
3.1. 유리섬유 함량의 영향 41
3.2. 실란 커플링제 종류의 영향 45
3.2.1. 실란 커플링제 작용기에 따른 폼의 밀도 및 유리섬유 분포 45
3.2.2. 실란 커플링제의 작용기에 따른 기계적 강도 50
3.2.3. 실란 커플링제의 작용기에 따른 강도 차이 원인 규명 53
3.3. 실란 커플링제 함량의 영향 56
3.3.1. GPTMS 함량에 따른 유리섬유의 표면 특성 56
3.3.2. GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 기계적 강도 65
3.3.3. GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 열전도도 73
4. 결론 77
참고문헌 78
Abstract 87
〈표 1〉 S-glass와 E-glass의 화학적 조성 21
〈표 2〉 다양한 유기 작용기에 따른 실란 커플링제 27
〈표 3〉 사용된 실란 커플링제의 구조 35
〈표 4〉 유리섬유 함량에 따른 폼 내 닫힌 셀 함량 44
〈표 5〉 실란 커플링제 작용기에 따른 폼의밀도 및 인장 시편 내 유리섬유 함량 47
〈표 6〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 유리전이 온도 54
〈표 7〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 접촉각 64
〈표 8〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼 내 평균 셀 크기 76
〈그림 1〉 폴리우레탄 폼 합성 시 생성되는 다양한 결합들 13
〈그림 2〉 폴리우레탄 폼의 적용 분야 (a) 연질 폴리우레탄 폼; (b) 경질 폴리우레탄 폼 15
〈그림 3〉 경질 폴리우레탄 폼의 온도에 따른 압축시험 후 파손 형태 (a) 25℃; (b) -163℃ 17
〈그림 4〉 유리섬유 제조 과정 모식도 20
〈그림 5〉 반복 충격시험 후 폼의 파손 형태 (a) 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼; (b) 비강화 폴리우레탄 폼 23
〈그림 6〉 압축 하중 시험 시 폼 내 유리섬유의 좌굴 현상 (a) 압축 전; (b) 압축 후 24
〈그림 7〉 파괴 인성 시험 시 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 파손 메커니즘 25
〈그림 8〉 유리섬유 표면에 실란 커플링제 증착 (a)실란 커플링제의 가수분해 반응; (b) 실란 커플링제의 탈수축합 반응 29
〈그림 9〉 SEM image를 통한 유리섬유에 따른 cell 형성 비교 (a) 유리섬유가 첨가되지 않은 폼(X-Y방향); (b) 유리섬유가 첨가된... 32
〈그림 10〉 유리섬유 함량에 따른 기계적 강도 (a) 4.86 wt%; (b) 6.68 wt%; (c) 8.42 wt%; (d) 10.10 wt%; (e) 11.72 wt% 42
〈그림 11〉 유리섬유 함량에 따른 SEM image (x50) (a) 4.86 wt%; (b) 11.72 wt% 43
〈그림 12〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 층별 밀도 (a) PUF; (b) neat-GF/PUF; (c) GF-APTMS/PUF; (d) GF-APTES/PUF;... 48
〈그림 13〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 층별 유리섬유 함량 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-APTMS/PUF; (c) GF-APTES/PUF;... 49
〈그림 14〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 비 인장강도 (a) PUF; (b) neat-GF/PUF; (c) GF-APTMS/PUF; (d) GF-APTES/PUF;... 51
〈그림 15〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 유리섬유 함량 대비 인장강도 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-APTMS/PUF; (c) GF-APTES/PUF;... 52
〈그림 16〉 실란 커플링제의 작용기에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 인장강도 측정 후 파단면의 SEM image (x900) (a) neat-GF/PUF;... 55
〈그림 17〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 FT-IR spectrum (a) neat-GF; (b) GF-GPTMS0.5; (c) GF-GPTMS1.0; (d) GF-GPTMS2.0 57
〈그림 18〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 XPS spectrum (a) neat-GF; (b) GF-GPTMS0.5; (c) GF-GPTMS1.0; (d) GF-GPTMS2.0 59
〈그림 19〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 XPS spectrum Si₂ₚ 피크 (a) neat-GF; (b) GF-GPTMS0.5; (c) GF-GPTMS1.0; (d) GF-GPTMS2.0 60
〈그림 20〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 SEM image (x200) (a) neat-GF; (b) GF-GPTMS0.5; (c) GF-GPTMS1.0; (d) GF-GPTMS2.0 62
〈그림 21〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 표면의 원소 비율 (a) neat-GF; (b) GF-GPTMS0.5; (c) GF-GPTMS1.0; (d) GF-GPTMS2.0 63
〈그림 22〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 비 압축강도 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.5/PUF; (c) GF-GPTMS1.0/PUF;... 66
〈그림 23〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 인장강도 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.5/PUF; (c) GF-GPTMS1.0/PUF;... 67
〈그림 24〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 인장강도 측정 후 파단면의 SEM image (x1000) (a) neat-GF/PUF;... 69
〈그림 25〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 상온/초저온에서의 비 압축강도 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.5/PUF;... 71
〈그림 26〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 상온/초저온에서의 비 인장강도 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.5/PUF;... 72
〈그림 27〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 열전도도 및 독립 기포율 (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.3/PUF;... 74
〈그림 28〉 GPTMS 함량에 따른 유리섬유 강화 폴리우레탄 폼의 cell morphology (a) neat-GF/PUF; (b) GF-GPTMS0.3/PUF;... 75