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이혁 ( Hyeok Lee ),곽경환 ( Kyung Hwan Kwak ),김진국 ( Jin Kuk Kim ) 한국고무학회 2012 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.47 No.1
새로운 스타폴리머인 바이오폴리부타디엔은 리빙 음이온중합이라는 고분자의 정밀 합성법을 통하여 분자량, 분자량분포, 조성 및 세부구조를 제어하였다. 리빙 음이온중합에 의해 n-BuLi으로 개시된 polybutadienyllithium (PBDLi)의 연쇄말단이 ESO(Epoxidized Soybean Oil)의 기능성 그룹과 커플링 반응을 일으키며 스타폴리머를 합성한다. 분자량이 1,000/5,000/10,000(g/mol)인 PBDLi을 중합하여 THF존재하에서 반응 후 GPC에 의한 분자량 및 arms분석과 1H-NMR, FT-IR에 의한 고분자 구조 분석을 통하여 바이오폴리부타디엔의 합성을 확인하였다. Novel bio-polybutadiene polymers with controlled molecular weight (MW), MW distribution, chemical composition and micro structure were synthesized by a living anionic polymerization of butadiene and the subsequent coupling reaction of the thus obtained living polybutadiene and a vegetable oil. Anionic polymerization of butadiene was carried out in THF solvent using n-BuLi initiator. The resulting living polybutadienyllithium polymer was then reacted with epoxidized soybean oil (ESO) to obtain a star-polymer of polybutadiene and vegitable oil. Three different bio-elastomers were prepared by coupling living polybutadienes of MWs 1000, 5000 and 1000g/mol with ESO. The molecular structure and MW of the polybutadienes and bioelastomers were characterized by 1H-NMR, FTIR and GPC techniques.
함재희(Hahm Jae Hee),정하윤(Jeong Ha Yoon),곽경환(Kwak Kyung Hwan) 한국방재학회 2018 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2018 No.-
최근 기후변화로 인해 도시의 극한 기상의 빈도와 강도가 증가하고 있다. 태풍이 상륙할 시 악천후와 함께 강풍이 발생한다. 태풍으로 인한 강풍 발생을 제외하면 대류 불안정 및 겨울철 한파와 같은 다양한 대기 현상으로 인해 풍속이 일시적으로 크게 증가한다. 본 연구는 태풍 영향을 포함하거나 제외함으로써 관측 자료에 기반하여 한반도의 최대 풍속 분포를 추정한다. 1967년부터 2016년까지 전국 101곳의 기상청 ASOS(Automatic Synoptic Observing System) 자료 중 일최대풍속 자료를 수집하여 태풍 사례와 비태풍 사례로 나누었다. 그리고 지역별 풍속 분포 특징을 알아보기 위해 해안, 내륙, 대도시 지역으로 세분화하였다. 해당 지역의 최대 풍속을 추정하기 위해 누적 확률 분포 함수인 Gumbel 함수를 적용하였다. 지상 풍속은 대부분 지점에서 태풍 사례 시 최대를 보였지만, 몇몇 지점에서는 비태풍 사례 시 최대 풍속을 나타내었다. 이는 주로 지형적 특성과 부분적으로 극한 한파에 기인한다. 태풍 사례와 비태풍 사례 간의 최대 풍속 차이를 분석하여 산악 지역에 인접한 해안 도시 지역은 태풍의 영향뿐만 아니라 지형적 영향 및 한파로 인한 강풍 피해도 발생한다는 결론을 도출하였다. 이러한 결과를 바탕으로 기상 모델인 WRF(the Weather Research and Forecasting) 모델을 이용하여 해안 도시 지역의 몇 가지 극한 기상 현상을 수치 모의하였다. WRF 모델을 이용하여 최대 풍속 분포와 시간 변화를 분석하고, 특히 비태풍 사례에 대해 강풍 발생 기작을 체계적으로 분석하였다.
코폴리머 폴리올 함량과 NCO 당량비 변화에 따른 자동차용 폴리우레탄 폼 시트 패드의 안락감 특성 연구
이성훈(Sung-hoon Lee),서원진(Won-jin Seo),허철영(Cheol-yeong Heo),곽경환(Kyung-hwan Kwak),김상범(Sang-bum Kim) 한국고분자학회 2019 폴리머 Vol.43 No.3
본 연구에서는 코폴리머 폴리올 함량 및 다양한 NCO 당량비 변화에 따른 자동차 시트용 폴리우레탄 폼 패드의 정적 및 동적 안락감에 미치는 영향을 고찰하였다. 정적 안락감은 만능시험기(UTM)를 사용하여 폴리우레탄 폼의 응력-변형도 선도 분석을 통해 25%, 65% ILD, 압축에너지손실률, sag factor를 측정하였고, 동적 안락감은 진동특성평가 장비를 사용하여 폴리우레탄 폼의 공진주파수 및 6 Hz에서의 진동전달률을 측정하였다. NCO 당량비 100일 때 폴리우레탄 폼 내 코폴리머 폴리올의 비율을 증대함에 따라 정적 안락감의 ILD 증가, 압축에너지손실률 감소 및 동적 안락감의 공진주파수 및 진동전달률이 증가하는 특성이 확인되었다. 시차 주사 열량계(DSC)를 활용하여 코폴리머 폴리올 함량에 따른 폴리우레탄 폼의 분자학적 유동성 변화를 관찰하고자 하였고, 코폴리머 폴리올 함량 증가 시 유리전이온도(Tg) 상승 현상 또한 확인할 수 있었다. In this study, automobile seat static and dynamic comfort was studied by changing copolymer polyol content and NCO index. Static comfort was tested by UTM (universal testing machine), drawing stress-strain curve of the polyurethane foam followed by measuring 25%, 65% ILD (indentation load deflection), hysteresis loss rate and sag factor. Dynamic comfort was measured by testing the vibration characteristic of the polyurethane foam. As the proportion of the copolymer polyol in the NCO index 100 polyurethane foam increased, ILD also increased while hysteresis loss rate decreased in the static characteristic of the foam. For the dynamic characteristic, increase of the proportion of copolymer polyol resulted increasing resonance frequency and transmissibility. DSC (differential scanning calorimetry) was employed to investigate molecular mobility of the polyurethane foam by copolymer polyol content. The result by the DSC indicates that increase of copolymer polyol proportion have affected to higher glass transition (Tg).
CFD 모델을 이용한 도시 재정비 사업에 의한 NO<sub>X</sub> 분포 변화 모의
김지현 ( Ji-hyun Kim ),김연욱 ( Yeon-uk Kim ),도현석 ( Heon-seok Do ),곽경환 ( Kyung-hwan Kwak ) 한국환경영향평가학회 2021 환경영향평가 Vol.30 No.3
본 연구에서는 전산유체역학(CFD) 모델을 이용한 수치 모의에서 춘천시 약사지구 도시 재정비 사업에 의한 약사천 복원과 아파트 단지 건설이 주변 지역의 오염물질 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 사업에 의한 영향을 비교하기 위해 도시재정비 사업 전과 후인 2011년과 2017년의 지형 자료를 이용하여 바람장과 오염물질 농도장을 모의하였다. 수치 실험에서 아파트 단지 건설의 영향과 하천 복원의 효과를 구분하여 분석하도록 시나리오를 구성하였다. 대상 지역의 평균적인 배경 바람장을 반영하기 위해 춘천 종관기상관측소(ASOS)의 풍향 및 풍속 자료를 유입 경계 조건으로 사용하고, 모의 결과를 유입 풍향의 8방위별 빈도에 따라 가중평균하였다. 시나리오 간 건물·지형 변화에 따른 풍속과 NO<sub>X</sub> 농도 분포의 차이를 비교하였다. 그 결과 주변 도로에서 배출된 NO<sub>X</sub> 농도는 아파트 단지 건설에 의해 증가하였으며, 아파트 단지 건설과 하천 복원을 함께 고려한 결과에서는 증가 폭이 감소하였다. 이를 지점별로 나누어볼 때, 복원한 하천 주변으로는 NO<sub>X</sub> 농도가 감소하는 한편, 건설한 아파트 단지 주변으로는 농도가 크게 증가하였다. 아파트 단지 주변의 NO<sub>X</sub> 농도 증가는 풍향을 기준으로 아파트 단지의 후면에 위치한 곳에서 더욱 뚜렷하였으며, 그 영향은 건물 높이까지 나타났다. 이러한 결과를 통해 사업 대상 지역의 주풍향에 대한 아파트 단지 건설과 하천 복원의 상대적인 배치가 주변 대기질을 결정하는 주요 요소임을 확인하였다. In this study, the effect of the restoration of Yaksa stream and the construction of an apartment complex by the urban renewal project in the Yaksa district of Chuncheon on air quality in the surrounding area was evaluated using computational fluid dynamics (CFD) model simulations. In order to compare the impact of the project, wind and pollutant concentration fields were simulated using topographic data in 2011 and 2017, which stand for the periods before and after the urban renewal project, respectively. In the numerical experiments, the scenarios were set to analyze the effect of the construction of the apartment complex and the effect of stream restoration. Wind direction and wind speed data obtained from the Chuncheon Automated Synoptic Observing System (ASOS) were used as the inflow boundary conditions, and the simulation results were weighted according to the frequencies of the eight-directional inflow wind directions. The changes in wind speed and NO<sub>X</sub> concentration distribution according to the changes in building and terrain between scenarios were compared. As a result, the concentration of NO<sub>X</sub> emitted from the surrounding roads increased by the construction of the apartment complex, and the magnitude of the increase was reduced as the result of including the effect of stream restoration. The concentration of NO<sub>X</sub> decreased around the restored stream, while the concentration increased significantly around the constructed apartment complex. The increase in the concentration of NO<sub>X</sub> around the apartment complex was more pronounced in the place located in the rear of the wind direction to the apartment complex, and the effect remains up to the height of the building. In conclusion, it was confirmed that the relative arrangement of apartment complex construction and stream restoration in relation to the main wind direction of the target area was one of the major factors in determining the surrounding air quality.