카올린 - 질소 - 인계 하이브리드 난연제를 적용한 폴리우레탄 폼의 열안정성 연구

국문 초록 (Abstract)

폴리우레탄 폼의 열안정성 향상을 위해 다공성화 시킨 카올린에 Melamine Phosphate 난연제를 코팅시켜 하이브리드 난연제(Kaolin Melamine Phosphate, K-MP)를 제조하였으며, 시판 MP난연제와 K-MP 를 각각 첨가하여 폴리우레탄폼를 제조하였다. 제조한 K-MP는 FT-IR, SEM-EDX를 통해 성분분석을 진행하였다. FT-IR에서 Kaolin-Melamine-Phosphoric acid 반응결합을 확인하였으며, SEM-EDX를 통해 Si, N, P의 함량분포를 통해 균일하게 코팅되었음을 확인 하였다. TGA를 이용하여 난연제에 따른 우레탄폼의 열안정성을 비교하였으 며, 기본 우레탄폼의 90 wt%가 분해되는 온도에서 장기열안정성을 분석 하였다. 기본 폴리우레탄 폼과 난연제가 첨가된 폼의 TGA측정결과, 기 본 폴리우레탄 폼의 무게잔량이 19.1 wt%로 가장 적었으며, K-MP와 시판 MP의 7.9 wt% 첨가 샘플에서 K-MP 첨가 폴리우레탄 폼의 무게 잔량은 26.3 wt%으로 시판 MP의 무게잔량인 23.4 wt% 보다 많은 무게 잔량을 보유하였다. 또한 난연제 첨가 폴리우레탄 폼에서의 초기 분해가 기본 폴리우레탄 폼 보다 빨리 진행되었지만, 장기간 유지했을 경우 분 해 속도가 점차 줄어들어 기본 폴리우레탄 폼보다 장기적인 열안정성을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The thermal stability of rigid polyurethane foam(r-PUF) depends on the chemical properties including polyol, isocyanate and flame retardants. In this study, melamine-phosphate flame retardants coated with porous kaolin (K-MP) in aqueous solution were synthesized to compare the long-term thermal stability with commercial melamine-phosphate(MP) containing r-PUF. Thermogravimetric analysis(TGA) was mainly employed to estimate the long-term thermal stability of r-PUF by flame retardants at pyrolytic temperature of 90 wt% loss. It was shown that MP based r-PUF holds the lowest remaining weight of 19.1 wt%. The TGA data further confirmed that K-MP based r-PUF(MP 7.9 wt%) holds 26.3 wt%, which shows lower decomposition rate than MP based r-PUF of 23.4 wt% after the thermal test. Moreover, r-PUF with fire retardants had reached early decomposition stage faster than r-PUF but had gradually decreased decomposition rate in the long-run.

목차 (Table of Contents)

• Table of Contents
• List of Tables
• List of Figures
• Abstract
• 제 1장 서론
• 제 2장 이론적 배경
• 제 1절 폴리우레탄 폼
• (1) 폴리우레탄 폼 제조 원료
• (2) 폴리우레탄 폼 반응
• 제 2절 난연제
• (1) 난연제 분류
• (2) 난연 메커니즘
• 제 3장 실험방법
• 제 1절 Si-N-P 하이브리드 난연제(K-MP) 합성
• (1) 다공성 카올린 제조
• (2) 멜라민 포스페이트 난연제 제조
• (3) Si-N-P 하이브리드 난연제(K-MP) 합성
• 제 2절 폴리우레탄 폼(r-PUF) 제조
• 제 3절 분석방법
• (1) 비표면적 분석 (BET)
• (2) FT-IR
• (3) 입도 및 EDX 분석
• (4) Morphology 분석
• (5) 열안정성 분석 (TGA)
• 제 4장 결과 및 고찰
• 제 1절 다공성카올린의 비표면적 분석
• 제 2절 난연제의 FT-IR 분석
• 제 3절 하이브리드 난연제의 입도 분석
• 제 4절 r-PUF의 morphology 분석
• 제 5절 난연제에 따른 열안정성 분석
• 제 6절 장기열안정성 평가를 위한 TGA 분석
• 제 5장 결론
• References
• 요약