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추운 기후에서 폼 단열재에 노화가 미치는 영향과 효과적인 열전도율(8)

4.2 상승된 온도 노화

최대 4개월 동안 60℃의 오븐에서 폼 재료 샘플을 노화시키는 과정을 통해, 4개의 폴리우레탄 샘플 3개의 샘플에서 열적 성능의 최소 변화가 관찰된 반면, 1개의 폴리우레탄(PUR) 샘플과 2개의 폴리이소시아누레이트(PIR) 샘플 모두에서 비교적 큰 변화가 관찰되었습니다. 아래 그림은 폴리우레탄 A, B, C 및 D 재료를 측정 결과가 각각 표시됩니다.

폴리우레탄 PUR-A(그림1)는 폐쇄형 셀 폴리우레탄폼 재료가 공정 초기에 더 빨리 노화되어 결국에는 정체기에 도달한다는 생각을 반영합니다. 노화 첫 달의 변화는 노화 과정의 후반 변화율보다 큽니다. 또한 이재료가 노화됨에 따라 저온에서 열전도율이 증가가 나타난다는 점도 흥미롭습니다. 이러한 영향이 발생할 가능성은 초기 측정을 기초로 확인되었으며, 노화가 가속화된 후에는 저온에서 열전도율 증가 정도가 이 온도 범위 내에서 폴리이소시아누레이트 재료만큼 높지는 않지만 여전히 발생하는 것으로 보입니다.

전반적으로 노화 후에도 폴리우레탄 단열재(PUR-A)는 상대적으로 일관된 성능을 유지하며 열전도율 범위는 원래 측정보다 전체적으로 증가했지만 열전도율 범위는 온도 범위에 걸쳐 여전히 최소한으로 변화합니다.

(그림1) 노화된 폐쇄 셀 폴리우레탄 단열재(PU)의 유효 열전도율(PUR-A)

(그림2) 노화된 폐쇄 셀 폴리우레탄 단열재(PU)의 유효 열전도율(PUR-B)

(그림3) 노화된 폐쇄 셀 폴리우레탄 단열재(PU)의 유효 열전도율(PUR-C)

(그림4) 노화된 폐쇄 셀 폴리우레탄 단열재(PU)의 유효 열전도율(PUR-D)

다른 폴리우레탄 단열재(그림5~7)는 노화 첫 달 이후에도 이러한 초기 열전도율 증가를 볼 수 없으며, 실제로 노화 후에도 원래 측정값에 상대적으로 가깝게 유지됩니다. 이는 폐쇄 셀 재료에서 PUR-B에 대한 흥미로운 관찰이며, PUR-A에서 볼 수 있듯이 노화 첫 달 이후에는 더 큰 차이가 있을 것으로 가정되었습니다.

셀 내에 발포제가 없기 때문에 오픈 셀 폴리우레탄 단열재(그림6 및 7)의 성능 변화는 최소화될 것으로 예상됩니다. 오픈 셀에 발포제가 없다는 것은 이러한 가속화된 노화 과정을 통해 외부 공기 침투 및 발포제가 빠져나가는 폐쇄 셀 재료와 비교하여 재료 구성이 상대적으로 안정적으로 유지된다는 것을 의미합니다.

(그림5) 노화된 폐쇄 셀 폴리이소시아누레이트 단열재(PIR-A)의 유효 열전도율

(그림6) 노화된 폐쇄 셀 폴리이소시아누레이트 단열재(PIR-B)의 유효 열전도율

폴리이소시아누레이트 단열재(그림5~6)에서 노화되지 않은 재료에서는 저온에서 열전도율이 명백하게 증가하는 처음에 관찰되었습니다. 이러한 영향은 노화가 발생한 후 더욱 커지는 것으로 보입니다. 폴리이소시아누레이트 단열재의 노화에서 알아야 할 중요한 점은 장기열저항 측정에 따라 24℃에서 측정할 때 원래 샘플과 노화된 샘플간의 성능 차이가 60℃에서 노화 후의 성능 차이보다 훨씬 작다는 것입니다. 이는 폴리이소시아누레이트 단열재에 대해 선언된 값의 장기 열저항을 고려하더라도 실제 성능은 노화 후 15℃와 24℃ 사이에서 열전도율의 40% 이상의 차이로 제안된 것보다 훨씬 나빠질 수 있음을 의미합니다.

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