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칼슘실리케이트 기반 폴리머 콘크리트 제작 및 물성 분석

김해성 (서강대학교 일반대학원)

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  • 주제(키워드) 칼슘실리케이트 , 에폭시 , 실리카
  • 발행기관 서강대학교 일반대학원
  • 지도교수 오세용
  • 발행년도 2018
  • 학위수여년월 2018. 8
  • 학위명 석사
  • 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
  • UCI I804:11029-000000063639
  • 본문언어 한국어
  • 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록 moremore
고전압용 고분자 복합재료는 Epoxy수지와 같은 열변성이 적은 열경화성 수지에 보강재, 충진재, 경화제 및 기타 첨가물을 혼합한 후 경화시켜 제조한다. 고분자 복합재료 최종제품의 전기적, 물리적 및 기계적 성질은 보강재의 종류, 분포 및 농도, 함침 수지의 종류, 각종 첨가제 등의 농도에 따라 크게 달라지게 되며 성형방법과 가공조건에 따라서도 달라진다. 따라서 고분자 복합재료의 물성향상을 위해서는 새로운 수지, 강력한 보강재 및 성형공정의 개발이 절실하지만 수지 및 보강재의 개발은 물리적 한계를 보이고 있다. 최근의 연구는 기존의 ...
고전압용 고분자 복합재료는 Epoxy수지와 같은 열변성이 적은 열경화성 수지에 보강재, 충진재, 경화제 및 기타 첨가물을 혼합한 후 경화시켜 제조한다. 고분자 복합재료 최종제품의 전기적, 물리적 및 기계적 성질은 보강재의 종류, 분포 및 농도, 함침 수지의 종류, 각종 첨가제 등의 농도에 따라 크게 달라지게 되며 성형방법과 가공조건에 따라서도 달라진다. 따라서 고분자 복합재료의 물성향상을 위해서는 새로운 수지, 강력한 보강재 및 성형공정의 개발이 절실하지만 수지 및 보강재의 개발은 물리적 한계를 보이고 있다. 최근의 연구는 기존의 수지, 보강재, 첨가제 등을 적절히 조합하여 물리적 및 기계적 특성이 우수한 새로운 복합재료를 개발하거나 성형공정 및 최적 조작조건의 확립에 중점을 두고 있다. 본 연구에서 제시하는 기술은 서로 다른 2가지 경화제의 배합을 통해 상온경화가 가능하여 추가 가열 공정 없이 복잡한 구조물 사이에서도 시공이 가능한 장점이 있다. 또한 여러 전처리 공정을 거친 다양한 나노 재료 조합을 통해 경화과정에서 발생하는 void와 crack을 줄여 우수한 절연파괴 성능과 강도를 갖는 것이 특징이다. 특히 칼슘실리케이트 충진재를 사용하여 기계적 물성과 전기적 물성을 높이는데 주력했다. 칼슘실리케이트는 침상구조의 형태로 Epoxy수지 - 경화제 간 결합을 더욱 견고하게 만들어 인장강도를 높여준다. 그리고 일반적인 실리카에 비해 높은 흡착능력을 가지고 있어 동일한 충진 비율의 실리카보다 높은 물성을 보여준다. 그리고 표면 특성이 좋고 백색도가 높아 착색제를 줄일 수 있는 장점도 있다. 또한 결정수가 없어서 절연성이 뛰어나다. 이러한 특성에 더하여 실란 커플링제로 표면 처리된 나노실리카를 소량 첨가하여 기계적 및 전기적 물성을 향상하는데 중점을 두었다. 이를 인장강도와 절연파괴강도 측정을 통하여 확인하였다.
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High-voltage polymer composites are prepared by mixing a reinforcing material, a filler, a hardener, and other additives with a thermosetting resin having little heat denaturation such as Epoxy resin and curing. The electrical, physical and mechanical properties of polymer composite final products w...
High-voltage polymer composites are prepared by mixing a reinforcing material, a filler, a hardener, and other additives with a thermosetting resin having little heat denaturation such as Epoxy resin and curing. The electrical, physical and mechanical properties of polymer composite final products will vary greatly depending on the type, distribution and concentration of the stiffener, the type of impregnated resin, and the concentration of various additives, and will vary with the molding method and processing conditions. Therefore, in order to improve the physical properties of polymer composite materials, the development of new resins, strong reinforcing materials and molding processes is urgently required, but the development of resins and reinforcing materials has a physical limit. Recent studies have focused on the development of new composite materials with excellent physical and mechanical properties, or the establishment of molding processes and optimum operating conditions by appropriately combining existing resins, reinforcing materials and additives. The technology proposed in this study is advantageous in that it can be cured at room temperature through the combination of two different curing agents, allowing construction to be carried out between complex structures without additional heating process. In addition, it is characterized by excellent breakdown performance and strength by reducing the voids and cracks generated during the curing process through various preprocessed combinations of various nanomaterials. Especially, calcium silicate filler was used to improve mechanical properties and electrical properties. Calcium silicate improves tensile strength by making the bond between Epoxy resin and hardener more firmly in the form of acicular structure. It has higher adsorption capacity than that of general silica and shows higher physical properties than silica with the same filling ratio. It has good surface properties and high whiteness so it can reduce the coloring agent. In addition, there is no crystal number, and the insulating property is excellent. In addition to these properties, a small amount of nanosilica surface treated with a silane coupling agent was added to improve the mechanical and electrical properties. The tensile strength and the fracture strength were measured.