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박영주,이해평,김현주,Park. Young-Ju,Lee. Hae-Pyeong,Kim. Hyun-Ju 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.3
In this study, we analyzed the combustion characteristics of four different floor covering materials(wood, monorium, laminatedpaper, and varnish-laminated paper) with regard to their ignitibility, thermal characteristics and flame retardancy by using an ignition temperature tester, a dual cone calorimeter, a thermogravimetric analyzer and limited oxygen index, for their fire risk assessment. According to the result, monorium had the lowest ignition temperature of <TEX>$325^{\circ}C$</TEX> and the laminated paper and the varnish-laminated paper promptly ignited before 7s. Further, the wood showed the largest total heat release of <TEX>$100MJ/m^2$</TEX>, and the varnish-laminated paper showed the highest peak heat release rate. From the thermogravimetric analysis, it was shown that all specimens underwent rapid weight loss at <TEX>$300{\sim}400^{\circ}C$</TEX>. The limit oxygen indices of the laminated paper and the varnish-laminated paper were in the range of 20~21%, while it was 34% for wood. This study enabled us to confirm that wood, laminated paper and varnish-laminated paper have a relatively short ignition time and are easy to burn but they all have low heat release. In contrast, wood showed the lowest fire risk among them and had excellent flame retardancy but with high heat release. 본 연구에서는 건축물 내장재 가운데 바닥재의 화재특성을 평가하기 위하여 목재, 모노륨, 장판지, 니스코팅 된 장판지 등 4종의 바닥재를 대상으로 콘칼로리미터, 발화온도시험기, 열중량분석기, 한계산소지수시험기 등을 이용하여 착화성, 발열특성, 난연성과 같은 연소특성을 분석하였다. 모노륨은 발화온도가 <TEX>$325^{\circ}C$</TEX>로 가장 낮았으며, 장판지와 니스코팅 된 장판지는 비교적 빠른 시간인 7초 이전에 착화가 시작되었다. 총열방출량은 목재가 <TEX>$100MJ/m^2$</TEX>로 가장 높게 나타났지만 최대열방출율은 니스코팅된 장판지가 가장 높은 것으로 나타났다. 열중량분석 결과, 모든 바닥재들이 <TEX>$300{\sim}400^{\circ}C$</TEX> 온도구간에서 급격한 중량감소를 보였으며, 한계산소지수는 장판지와 니스코팅 된 장판지가 20~21% 정도이고 목재는 34%로 나타났다. 본 연구결과를 살펴보면, 모노륨, 장판지, 니스코팅 된 장판지는 착화가 빠르고 연소가 용이한 반면, 발열량은 낮은 것을 알 수 있었으며, 목재는 비교적 착화위험성이 낮고 난연성은 좋지만 발열량이 높은 것으로 나타났다.
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박기훈,신백우,지광환,방대석 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.2
We manufactured wood flour-polypropylene(PP) composites by a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder. The limitingoxygen index(LOI) and cone calorimeter experiments were carried out in order to analyze flame retardant characteristics. Andmechanical properties were measured by universal testing machine(UTM). The specimens for these tests were prepared by addingfour types of flame retardants such as DBDPO(decabromodiphenyl oxide), APP(ammonium polyphosphate), ATH(aluminium trihydroxide)and MP(melamine phosphate). It was found that mechanical properties of the composites with flame retardants showedhigher tensile strength and flexural strength than those of control wood flour-PP composites. Also the results of cone calorimeter testindicated that adding flame retardants produced lower heat release rate and mean heat release rate compared to the wood flour-PPcomposites. Among the four flame retardants, melamine phosphate had the most effective flame retarding characteristics. 모듈라 치합형 동방향회전 이축스크류식 압출기를 이용하여 목분-PP 복합체를 제조하였다. 난연 특성을 분석하기 위하여 한계산소지수 실험 및 콘칼로리미터 실험을 실시하였으며, UTM 시험을 통하여 목분-폴리프로필렌 복합체의 기계적 특성을 분석하였다. 할로겐계(DBDPO), 인계(APP), 무기계(ATH), 멜라민계(MP) 난연제 네 종류를 각각 첨가한 복합체 시편을 준비하였고 이들 복합체의 난연및 기계적 특성을 측정하여 순수 목분-PP 복합체보다 난연제가 첨가된 복합체의 인장강도 및 굴곡강도가 향상되었음을 확인하였다. 또한 콘칼로리미터 실험결과 난연제를 첨가한 복합체가 열방출률 및 평균열방출량 모두 순수 목분-PP 복합체 보다 낮았다. 네 가지 난연제 중 멜라민 포스페이트의 난연특성이 가장 효과적임을 확인하였다.
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김창헌,하도영,이영희,이동진,김한도 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.25 No.4
To obtain epoxy resin with permanently attached flame-retardant groups, phosphorus compound containing di-hydroxyl group [10-(2,5-dihydroxyphenyl)-9,10-dihydro-9-oxa-10-phospha phenanthrene-10-oxide, DOPO-HQ] and silicone compound containing di-hydroxyl group (polydimethylsiloxane, hydroxyl terminated, PDMS) were reacted with uncured epoxy prepolymer (diglycidyl ether of bisphenol A, DGEBA) and then cured using 4,4-diaminodiphenylmethane (DDM) as a crosslinking agent. The properties of the resulting epoxy materials were characterized using Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), limiting oxygen index (LOI) test/vertical burning test (UL 94-V test), tensile properties test and impact test. This study examined the effect of phosphorus/silicone compound contents on the thermal/mechanical properties and flame retardancy of cured epoxy resins containing phosphorus and silicone compounds. It was found that the thermal/mechanical properties of epoxy resins containing phosphorus and silicone components were higher than those of simple epoxy resin. The flame-retardancy (LOI: 29.9 ~ 31.8% and UL 94-V: V-0) of all samples containing phosphorus compound and phosphrous compound/silicone compound was found to be passed the flame-retardant requirements (LOI: > 30%, UL 94-V: V-0) of LOI and vertical burning tests. However, the flame 영구적 난연성기를 함유한 에폭시 수지를 얻기 위하여, 본 연구에서는 디하이드록시를 함유한 인 화합물[10-(2,5-dihydroxyphenyl)- 9,10-dihydro-9-oxa-10-phospha phenanthrene-10-oxide, DOPO-HQ]과 디하이드록시를 함유한 실리콘 화합물(polydimethylsiloxane, hydroxyl terminated, PDMS)를 경화하지 않은 에폭시 프리폴리머(diglycidyl ether of bisphenol A, DGEBA)와 반응시킨 다음, 경화제(4,4-diaminodiphenylmethane, DDM)를 사용하여 경화반응 시킨 에폭시 수지를 제조하였다. 제조된 에폭시 수지의 각종 특성을 적외선 분광분석기(FTIR), 시차주사열량기(DSC), 열중량 분석기(TGA), 한계산소지수(LOI)/수직 연소 시험(UL 94-V test), 인장 및 충격 시험을 이용하여 분석하였다. 그리고 사용한 인 및 실리콘 화합물의 함량이 에폭시 경화물의 열적/ 기계적 성질 및 난연성에 미치는 영향을 조사하였다. 인 및 실리콘 성분이 함유된 에폭시 수지의 열적 및 기계적 물성이 단순 에폭시 수지의 물성에 비교하여 크게 향상되었다는 것을 알 수 있었다. 그리고 인 및 실리콘을 함유한 모든 에폭시 수지는 29.9 ~ 31.8%의 LOI 및 V-0 수준의 UL 94-V로 난연성 기준(LOI: 30% 이상, UL 94-V: V-0)을 통과한 반면, 단순 에폭시 수지는 LOI: 21.4% 및 UL 94-V: no rating으로 난연성 기준에 크게 못 미치는 것을 알 수 있었다.
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난연성 폴리아크릴로니트릴 고분자 섬유 및 복합소재 연구 동향
김종호,구본철 한국복합재료학회 2019 Composites research Vol.32 No.6
Development of flame retarding polymer based materials has been studied actively due to the increase in use of polymers. The post treatment of manufactured fibers or the introduction of flame retardant into fibers is representative method for the way to improve the flame retardancy. Among the polymers, polyacrylonitrile (PAN), which is a precursor of carbon fiber, has been widely used for clothes. Due to low flame retardancy of PAN fiber (LOI value: 17~18%), the improvement of flame retardancy of PAN fiber is needed. In this review paper, we report preparation methods for the fabrication of post-treated (oxidization or chemical reaction) flame-retarding PAN fibers and composites composed of PAN and organic/inorganic materials (SiO2, 2D materials or CNT) 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.
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