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추운 기후에서 경질 우레탄 폼 단열재에 미치는 노화 및 열전도율(5)

4) 침수 시험

이전 단원과 밀접한 관계가 있는, 침수 시험을 통해 목표는 각 재료의 최대 수분 저장 용량을 결정하는 것입니다. 이 시험 방법의 경우, 시료는 여과된 물에 장기간 담가 둡니다. 플라스틱 탱크는 부력 샘플을 물줄기 아래에 고정하는 방법으로 제작되었으며, 플라스틱 격자로 재료들을 분리하여 물에 최대한의 표면적을 노출시킬 수 있도록 하였습니다. 침수 탱크는 아래 그림과 같습니다. 이러한 재료의 경우, 물에 잠김 가중치는 1주일 후, 그리고 4주 후 다시 얻을 것입니다.

맞춤형 침수 탱크

5) 동결해동 주기

연구에 따르면, 많은 동결해동 주기를 거치면 폼 폴리머의 저하로 인해 폼 재료의 수분 저장 용량의 증가할 수 있습니다. 그 결과, 동결해동 주기의 효과적인 전도도와 수분 저장 용량에 관한 재료에 미치는 영향을 조사했습니다. 이 재료는 추운 기후에서 많은 동결해동 주기를 경험할 것이기 때문에, 이 방법은 현실적인 환경에서 시간이 지남에 따라 재료가 어떻게 영향을 받을지에 대한 이해를 제공합니다.

이 방법의 시험 챔버는 CF-2020 냉동고로, 100W 팬 히터를 포함하도록 개조되었습니다. 구성 요소는 24시간 루프(loop)에서 4030사이에서 반복되고 각 온도 설정 지점이 약 10시간 동안 유지되며 설정 지점 사이에 약 2시간 전환이 있었습니다. 설정 지점 선택의 세부 사항은 Berardi & Nosrati가 수행한 유사한 테스트와 일치합니다.

재료는 약 150회의 동결해동 주기에 노출되었으며, 열전도율은 75회 이후, 150회 이후 다시 측정되었습니다. 동결해동 주기 후, 샘플은 효과적인 전도도에 대한 영향 외에 동결해동 주기로 인한 수분 저장 용량의 증가 정도를 결정하기 위해 산기 단원 3) 4)에 설명한 방법에 따라 높은 수분 수준(80, 90, 95% RH 및 침수)에 노출되었습니다.

동결-해동 챔버

6) 상승 온도 가속 노화

시험된 노화 방법의 가장 중요한 측면은 LTTR과 같은 단일 전도성 값을 결정하는 것이 아니라 노화 과정에 걸쳐 온도 범위에 걸친 효과적인 전도성이 어떻게 영향을 받는지 이해하는 것입니다. 온도 상승에 의한 가속 노화를 통해, 재료 샘플은 훨씬 짧은 시간 내에 노화곡선을 따라 이동할 수 있습니다. 이 연구에서는 60에서 설정된 마이크로프로세서 제어 기계 대류 오븐을 사용하였으며, 시료를 4개월 동안 숙성시켰습니다.

상승 온도 노화 오븐

재료 열전도도는 노화 과정에서의 성능에 대한 이해를 높이기 위해 월간 측정하였습니다. 가속 노화 방법에 의한 연구를 바탕으로 현실적인 환경에서 경험하는 것 이상의 피해를 줄일 수 있는 과도하게 높은 온도에서의 폴리머 손상을 제한하고, 가속 노화를 촉진할 수 있는 환경을 제공하기 위해 60의 고온을 선택하였습니다.

이 방법을 통해 재료에 대한 노화 공정 효과에 대한 이해가 개발될 것입니다. 고온 노화 시험의 결과는 재료의 성능에 대한 중요한 이해를 제공하지만, 실험실 조건에서 가속 노화 지속 시간과 실시간 노화 사이의 동등성을 결정함으로써 결과를 상황화하는 것도 중요합니다. 공식을 이용하여 60에서 숙성하는 데 소요되는 시간을 표준 실험실 조건 하에서 실시간으로 동일화할 수 있습니다.

Arrhenius 방정식은 가속도 인자인 AFT에 대한 값을 제공합니다. 이 값은 재료가 사용 온도(TU)에 비해 높은 온도(TA)에서 노화 속도를 설명합니다. 사용 온도는 재료가 사용 중에 노출될 것으로 예상되는 온도 또는 상승된 온도와 비교되는 온도입니다. 이 방정식은 또한 (K), 볼츠만 상수(8.617×10⁻⁵ eV/K)를 사용합니다. Arrhenius 방정식의 핵심은 재료(EA)에 대한 활성화 에너지 값입니다. 이 값은 주어진 재료에서 화학 반응이 발생하는 데 필요한 최소 에너지입니다. 노화 결과를 얻은 후, 이 방정식은 공정 전후에 폼 단열재에서 효과적인 전도성을 분석하는 데 도움이 될 것입니다