[관련동향] 교반기의 임펠러 형태에 따른 폴리우레탄 폼의 구조

[관련동향] 교반기의 임펠러 형태에 따른 폴리우레탄 폼의 구조

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안녕하세요.

We Make Your Idea Possible! 일신오토클레이브입니다.

 

점점 기온이 낮아지며 겨울⛄이 멀지 않았다는 걸 체감하게 되는 요즘이죠? 그래서 오늘은 건축을 비롯한 다양한 분야에서 단열재로 널리 쓰이고 있는 폴리우레탄 폼에 대한 연구 중 하나를 알아볼까 합니다!

폴리우레탄 폼, 그 중에서도 경질 폴레우레탄 폼의 제작 공정에서 사용되는 교반기가 폼의 미세구조에 어떤 영향을 줄 것인가에 대한 것인데요, 같이 보시죠!🏃‍♀️🏃‍♀️

 

 

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폴리우레탄폼은 반응물의 종류와 방법에 따라 크게 연질, 반경질, 경질 폴리우레탄폼의 다양한 물성을 갖는다. (중략) 경질 폴리우레탄폼은 셀의 구조가 독립적으로 형성되어 낮은 열전도도를 갖는 Closed cell로 구성된다. 이처럼 단열성과 경량성의 장점을 가진 경질 폴리우레탄폼은 냉장고, 건축 및 선박 분야의 단열재로 사용되며, 기계적 물성과 단열성을 높이기 위한 연구가 계속 진행되고 있다.

 

단열효과는 열전도도 결과로 파악할 수 있으며, 폴리우레탄폼의 열전도도는 발포제 종류, 고체 고분자 자체의 성능, 셀의 크기에 의해 영향을 받는다. (중략) 이때, 폼 내부 셀의 크기가 작고 균일할수록 열전도도가 낮아져 단열효과에 좋은 것으로 알려져 있다.

 

 

출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202109135473106

 

 

본 연구에서는 폴리올과 MDI를 이용한 경질 폴리우레탄폼을 제작하였고 교반기는 임펠러 타입의 Propeller와 Dispersed turbine을 사용하였다. 임펠러 타입에 따라 폼의 발포 양상이 달라졌으며, 내부 기공의 크기와 물성 변화를 연구하였다.

 

동일한 밀도를 가지는 폼의 경우, 기공이 작고 조밀하게 형성된 Dispersed turbine으로 제작한 폼의 압축 강도가 15.4% 증가하였고, 평균 열전도도는 3.1% 감소하는 값을 보였다. 기계적 성능이 우수하면서 낮은 열전도도를 가지는 경질 폴리우레탄폼 제작을 위해 폴리올과 이소시아네이트 교반 조건도 중요한 것으로 판단된다.

 

본 연구 결과를 통해 우레탄 기반 복합재 개발 과정에서, 필러 소재를 분산시키기 위한 교반뿐만 아니라 우레탄 중합을 위한 교반도 중요한 부분임을 확인할 수 있었고 향후 복합재 연구에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 

[논문]교반기의 임펠러 형태에 따른 폴리우레탄 폼의 미세구조와 물성 연구

 

 

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경질 폴리우레탄 폼은 의외로 우리 생활 속에서 쉽게 접할 수 있는 소재라고 해요. 단열효과가 좋다보니 집집마다 꼭 있는 냉장고에도 사용되고, 건축 자재로 많이 쓰여 주변의 건설 현장을 지나다니다 한번쯤 보셨을 수도 있죠!

 

이런 경질 폴리우레탄 폼을 제조하는 공정 중에는 교반기로 각 원료들을 섞어주는 작업이 필요합니다. 그 교반기에 달려있는 임펠러의 형태가 무엇인가에 따라 도출되는 폼의 미세구조가 달라지고, 결과적으로 열전도도에도 영향을 미치게 된다고 하니 적절한 임펠러의 선택도 중요하겠죠?🤓

 

 

출처: [논문]  교반기의 임펠러 형태에 따른 폴리우레탄 폼의 미세구조와 물성 연구 /  https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO202109135473106

 

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저희 일신오토클레이브의 교반기는 네오디뮴 자석을 이용한 교반기로, Tank 또는 Vessel, Reactor 안의 고온·고압 조건에서 고속으로 회전이 가능합니다. 뿐만 아니라 가스 및 액체, 혹은 저점도부터 고점도까지 다양한 시료의 확산과 분산을 용이하게 해 교반이 필요한 공정에서 요긴하게 쓰이고 있죠.

 

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