4. 실험 결과
1) 단열재에 대한 실험
(1) 질량 손실
아래 표는 가연설 실험에서 발견된 질량 손실을 보여줍니다. 이러한 질량 손실로부터 알 수 있듯이, 샘플이 노출 온도는 샘플의 질량 손실에 큰 영향을 미칩니다. 250℃에서 질량 손실은 최대 2% 범위에 있었지만, 400℃에서는 합성 단열재가 더 큰 질량 손실을 나타냅니다. PIR 단열재는 400℃에서 28%의 질량 손실을 보였고, PUR 단열재는 44%의 질량 손실을 보였으며, 폴리스티렌 재료(EPS 단열재 및 XPS 단열재)는 모두 87%의 질량 손실을 보인 반면 미네랄울단열재는 단지 4%m/m 질량 손실만 나타냈습니다.
미네랄울단열재는 350℃까지 최대 4%m/m까지만 손실되며, 샘플은 눈에 뜨게 변하지 않는 것 같습니다. 4%m/m 질량 손실에 대한 한 가지 가능한 설명은 접착제의 열화입니다. 이 설명은 실험 중에 샘플의 기계적 강도가 감소하기 때문에 논리적입니다. 아래 그림은 가열 전후에 5kg의 무게를 얹은 미네랄울단열재 샘플을 보여줍니다. 이 그림에서 미네랄울단열재 샘플이 실험 중에 압축 강도를 잃었다는 결론을 내릴 수 있으며, 이는 대부분 접착제의 분해로 인해 미네랄울단열재 샘플의 4%m/m 질량 손실을 설명할 수 있습니다.
질량 손실 및 질량 손실 과정에 대한 단열재 샘플 테스트의 전체 결과는 아래 그림에서 찾을 수 있습니다.
또한 아래 그림은 테스트된 샘플의 여러 사진을 보여줍니다. 반복성을 확인하기 위해 모든 실험을 3번 수행했으며, 각 실험 결과의 차이는 실제 미미했습니다.
자료에서 PIR 단열재및 PUR 단열재의 TGA(열 중량 측정 분석)를 사용할 수 있습니다. 이 TGA는 가연성 실험에서 측정된 질량 손실과 비교할 수 있으며, 실험에서 PIR 우레탄 및 PUR 우레탄의 재료 구성이 자료의 것과 다를 수 있다는 점을 고려합니다. 화학 성분 이외에도 샘플 크기도 다르므로 정확한 일치 결과를 얻을 수 없습니다. 그럼에도 불구하고, 비교는 실험 중 질량 손실과 TGA중 질량 손실 간의 관계를 나타냅니다. 아래 표는 각각 PUR 우레탄과 PIR 우레탄의 TGA와 질량 손실을 보여줍니다. 여기서 질량 손실은 TGA보다 느렸으며, 이는 샘플 크기로 인한 샘플의 열 관성/느림으로 설명될 수 있습니다.
열 중량 분석의 샘플 크기는 몇 mg의 재료였지만, 이 실험에서 샘플 크기는 약 20g의 재료였습니다. 후자의 경우, 열이 샘플의 단열재에 도달하는데 더 많은 시간이 걸렸습니다. 이것은 상기 그림의 샘플 절단 면 사진에서도 볼 수 있습니다. 또한 상기 두 도표를 살펴보면 질량 손실의 시작이 비슷한 온도에 있고 하강도 비슷하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 샘플 크기는 구성의 가능한 차이보다 더 큰 영향을 미치는 것 같습니다.
(2) 가연성
아래 표는 실험 중 파생된 가연성 한계를 보여줍니다. PIR 단열재 및 미네랄울단열재의 가연성 한계는 현재 실험 중에 결정할 수 없습니다. PUR 단열재의 경우, 가연성 하한(LFL)이 9.2%m/m이고 가연성 상한이 74%m/m인 것으로 나타났습니다. 폴리스티렌 재료(EPS 및 XPS)의 경우 하한 값만 도출할 수 있으며 두 재료 모두에 대해 3.1%입니다. 현재 실험 중에 이러한 폴리스티렌 재료에 대한 상한을 설정할 수 없습니다.
자료에서 스티렌 가스에 대해 주어진 LFL은 1.1%v/v입니다. 열 분해 가스가 완전한 스티렌 분자로 구성되어 있다고 가정하면 1.1%(v/v)의 LFL은 2.5%(m/m)와 같습니다. 이것은 파생된 값과 같습니다. 그 차이는 열 분해 생성물이(모노) 스티렌 가스가 아니었지만 점화하기 더 어려운 스티렌 분자의 더 긴 사슬을 포함하고 있기 때문에 설명될 수 있습니다. 또한 가연성 실험 중 온도가 자료 실험에 비해 낮아 점화가 더 어려워졌습니다.