폼연구소 - 편집 역사

Uosche2522: /* 포스터 */

2025-12-03T00:18:04Z

‎포스터

Uosche2522: /* 포스터 */

2025-12-03T00:17:26Z

‎포스터

Uosche2522: /* 포스터 */

2025-12-03T00:16:27Z

‎포스터

Uosche2522: /* 포스터 */

2025-12-03T00:15:56Z

‎포스터

Uosche2522: /* 구성원 소개 */

2025-11-29T04:28:35Z

‎구성원 소개

Uosche2522: /* 실험 II */

2025-11-29T04:22:55Z

‎실험 II

Uosche2522: /* 실험 II */

2025-11-29T04:14:12Z

‎실험 II

Uosche2522: /* 실험 I */

2025-11-29T04:10:06Z

‎실험 I

Uosche2522: /* 실험 I */

2025-11-29T04:02:03Z

‎실험 I

Uosche2522: /* 실험 I */

2025-11-29T03:57:12Z

‎실험 I

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 ====포스터====
-[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소.png|1000픽셀]]
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 ===개발 과제 평가===

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 ====포스터====
-[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소.png]]
+[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소.png|1000픽셀]]
 ===개발 과제 평가===

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 ====포스터====
-[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소|1000픽셀.png]]
+[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소.png]]
 ===개발 과제 평가===

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 ====포스터====
-[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소.png]]
+[[파일:프로젝트종합설계_포스터_폼연구소|1000픽셀.png]]
 ===개발 과제 평가===

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 ===구성원 소개===
-서울시립대학교 화학공학과 2022340018 박서연(팀장)
+서울시립대학교 화학공학과 20223400** 박*연(팀장)
-서울시립대학교 화학공학과 2022340034 이수경
+서울시립대학교 화학공학과 20223400** 이*경
-서울시립대학교 화학공학과 2022340009 김수항
+서울시립대학교 화학공학과 20223400** 김*항
 ==서론==

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 ====실험 II====
 <strong>[실험2] NCO index 변화에 따른 폴리우레탄 폼 물성 저하 개선</strong>
 ====포스터====

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 :SEM 이미지상 미세구멍의 중심과 반경을 Oi, ri로, 공동표면상 미세구멍의 중심과 반경을 Oi', ri'로, 공동의 중심과 반경을 C, R로 SEM 이미지상 공동과 미세구멍의 중심 사이 거리를 L로 설정하였다. 피타고라스 정리를 이용하여 선분 COi'와 선분 Oi Oi'의 길이를 ri', Li, R로 나타내고 sinθi=ri/ri'= (선분 COi'의 길이)/(선분 Oi Oi'의 길이)의 식을 이용하면, Figure 7의 식 (1)과 같이 공동표면상 미세구멍의 반경 ri'의 계산이 가능함을 알 수 있다. 따라서, 공동 표면의 미세구멍 면적을 구분구적법을 사용하여 Figure 7의 식 (2)와 같이 계산이 가능하며 이를 통해 최종적으로 공동벽 면적비는 Figure 7의 식 (3)을 통해 얻을 수 있다.
 이력 손실은 앞서 설명했듯이 시편의 압축 변형 후 원래 상태로 돌아오는 과정에서 손실 에너지를 나태내는 지표로, 재료의 탄성도, 공동벽 면적비 및 미세구멍의 개폐도와 크게 관련이 있다.
-계패도를 구하기 위해서 각 샘플마다 open, partial-open, close 기공의 개수를 측정하고 아래의 공식에 따라 각 기공들의 비율을 계산하였다. No는 open pore의 개수이며, Np는 partial-open, Nc는 close pore의 개수를 나타낸다. 또한 각 종류에 따른 pore 개수를 활용해서 미세구멍의 개폐도 측정도 진행하였다. 미세구멍의 개폐도를 계산하는 식은 아래와 같다.
+:이력 손실은 앞서 설명했듯이 시편의 압축 변형 후 원래 상태로 돌아오는 과정에서 손실 에너지를 나태내는 지표로, 재료의 탄성도, 공동벽 면적비 및 미세구멍의 개폐도와 크게 관련이 있다.<br>개폐도를 구하기 위해서 각 샘플마다 open, partial-open, close 기공의 개수를 측정하고 아래의 공식에 따라 각 기공들의 비율을 계산하였다. No는 open pore의 개수이며, Np는 partial-open, Nc는 close pore의 개수를 나타낸다. 또한 각 종류에 따른 pore 개수를 활용해서 미세구멍의 개폐도 측정도 진행하였다. 미세구멍의 개폐도를 계산하는 식은 아래와 같다.
 [[파일:셈33.jpg]]
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 :일반적으로 공동의 직경이 증가하면 개방도가 커지고 공기 투과가 쉬워져 폼이 더 부드럽게 느껴지지만, 그만큼 찢김 및 압축 등 내구성은 약화되기 쉽다. 또한, 동일 밀도 조건에서 공동이 커질수록 막의 특정 표면적이 감소하고 기공의 비율이 늘기 때문에, 공동벽 면적비(cell wall area ratio)는 대체로 감소하는 경향을 보인다.
-이번 실험에서는 일반적인 경향과 달리 bio20 wt%에서 공동의 직경이 크게 증가했음에도 공동벽 면적비가 소폭 증가하는 모습이 관찰되었다. 이는 크지만 잘 열리지 않은 셀이 형성된 결과로 해석할 수 있다. 미세구멍의 성장이 감소하게 되면 공동벽 면적비가 증가하는 결과를 나타내게 된다. 또한, 우레탄 반응은 PU 폼의 점도를 증가시키고 공동벽의 흐름성을 저하시킨다. 즉, 젤화 반응이 발포 반응보다 먼저 진행되어 셀이 충분히 열리지 못하고, 그 상태에서 작은 셀의 가스가 큰 셀로 이동하는 사후 조대화가 일어나 공동의 직경은 증가하지만 기공의 직경은 작아지거나 거의 변하지 않는 패턴이 나타날 수 있다. 여기에 바이오 폴리올의 극성·점도 효과가 겹치면 막 파열이 억제되어 면적비의 증가와 개폐도의 감소가 동시에 발생할 수 있다. 실제로 bio20 wt%에서 공동의 직경이 급증하고 공동벽 면적비가 최대, 개폐도가 최소가 됨을 함께 확인할 수 있었다. 이러한 미세구조는 기계적 물성에도 직접 반영된다. 닫힌/부분적으로 열린 셀에서는 압축–이완 동안 공기가 빠져나가지 못해 압력 지연과 막의 점탄성 손실이 커지므로 이력손실이 증가한다. 한편, 꺼짐인자의 경우 폴리우레탄 폼의 고원 영역에서의 탄성을 나타내는 지표이기 때문에, 공동 간 응력을 전달하고 폼의 구조적 지지력을 제공하는 공동벽이 꺼짐인자를 결정하는 요소 중 하나이다. 즉, 일반적으로 공동벽 면적비가 증가할수록 꺼짐인자도 증가하는 경향을 가진다고 볼 수 있는 것이다. bio20 wt%에서 공동벽 면적비 값이 최대가 되었지만 꺼짐인자는 공동벽 면적비가 클수록 꺼짐인자도 증가할 것이라는 경향과는 다르게 급격히 하락하였다. 이러한 이론적 예상과 실제 측정 결과에 차이가 존재하는 이유는 초기 셀의 개방도 저하와 이후 나타나는 막 파열 및 좌굴에 의한 것으로 해석된다. 본 연구에서 사용한 폴리우레탄 폼의 경우, 초기 셀 개방도 저하로 인해 압축 초기에 공기 배출이 원활하지 않고 막의 장력이 크게 작용하여 stress at strain 25%가 과도하게 상승하였다. 특히, bio20 wt% 조성은 공동 직경이 과도하게 커진 구조여서 얇아진 막의 미세 파열과 국부 좌굴이 발생하였고, 이에 따라 strain 65% 구간에서의 추가 상승이 제한되었다. 결과적으로, 분모(25%)가 크게 늘고 분자(65%)의 증가 폭이 작아 SAG factor = (stress at 65%)/(stress at 25%)가 급격히 감소하는 특성이 나타난 것으로 해석할 수 있다.
+:이번 실험에서는 일반적인 경향과 달리 bio20 wt%에서 공동의 직경이 크게 증가했음에도 공동벽 면적비가 소폭 증가하는 모습이 관찰되었다. 이는 크지만 잘 열리지 않은 셀이 형성된 결과로 해석할 수 있다. 미세구멍의 성장이 감소하게 되면 공동벽 면적비가 증가하는 결과를 나타내게 된다. 또한, 우레탄 반응은 PU 폼의 점도를 증가시키고 공동벽의 흐름성을 저하시킨다. 즉, 젤화 반응이 발포 반응보다 먼저 진행되어 셀이 충분히 열리지 못하고, 그 상태에서 작은 셀의 가스가 큰 셀로 이동하는 사후 조대화가 일어나 공동의 직경은 증가하지만 기공의 직경은 작아지거나 거의 변하지 않는 패턴이 나타날 수 있다. 여기에 바이오 폴리올의 극성·점도 효과가 겹치면 막 파열이 억제되어 면적비의 증가와 개폐도의 감소가 동시에 발생할 수 있다. 실제로 bio20 wt%에서 공동의 직경이 급증하고 공동벽 면적비가 최대, 개폐도가 최소가 됨을 함께 확인할 수 있었다. 이러한 미세구조는 기계적 물성에도 직접 반영된다. 닫힌/부분적으로 열린 셀에서는 압축–이완 동안 공기가 빠져나가지 못해 압력 지연과 막의 점탄성 손실이 커지므로 이력손실이 증가한다. 한편, 꺼짐인자의 경우 폴리우레탄 폼의 고원 영역에서의 탄성을 나타내는 지표이기 때문에, 공동 간 응력을 전달하고 폼의 구조적 지지력을 제공하는 공동벽이 꺼짐인자를 결정하는 요소 중 하나이다. 즉, 일반적으로 공동벽 면적비가 증가할수록 꺼짐인자도 증가하는 경향을 가진다고 볼 수 있는 것이다. bio20 wt%에서 공동벽 면적비 값이 최대가 되었지만 꺼짐인자는 공동벽 면적비가 클수록 꺼짐인자도 증가할 것이라는 경향과는 다르게 급격히 하락하였다. 이러한 이론적 예상과 실제 측정 결과에 차이가 존재하는 이유는 초기 셀의 개방도 저하와 이후 나타나는 막 파열 및 좌굴에 의한 것으로 해석된다. 본 연구에서 사용한 폴리우레탄 폼의 경우, 초기 셀 개방도 저하로 인해 압축 초기에 공기 배출이 원활하지 않고 막의 장력이 크게 작용하여 stress at strain 25%가 과도하게 상승하였다. 특히, bio20 wt% 조성은 공동 직경이 과도하게 커진 구조여서 얇아진 막의 미세 파열과 국부 좌굴이 발생하였고, 이에 따라 strain 65% 구간에서의 추가 상승이 제한되었다. 결과적으로, 분모(25%)가 크게 늘고 분자(65%)의 증가 폭이 작아 SAG factor = (stress at 65%)/(stress at 25%)가 급격히 감소하는 특성이 나타난 것으로 해석할 수 있다.
-이력손실은 미세구멍의 개폐도와 PU 폼의 탄성 변화에 의해 결정된다. 개방형 셀 비율이 높아지면 이력손실 값이 낮아져 안락성이 향상되고, 폐쇄형 셀 비율이 높아지면 이력손실 값이 증가하여 강도와 에너지 소산 특성이 강화된다. 본 연구에서 사용한 폴리우레탄 폼도 같은 경향이 관찰되었고, 특히 bio20 wt%에서 개폐도가 최저를 보임과 동시에 이력손실이 급격히 증가하는 결과가 확인되었다. 이는 해당 조성에서 바이오 폴리올 도입으로 혼합물의 점도·극성이 임계에 도달하면서 물의 확산이 지연되고, 그 결과 발포 반응보다 젤화 반응이 상대적으로 앞선 데 기인한다. 젤화 반응이 발포 반응에 비하여 우세하게 진행되면서 닫힌 셀과 부분적으로 열린 셀들의 발생이 확대된 것으로 해석된다.
+:이력손실은 미세구멍의 개폐도와 PU 폼의 탄성 변화에 의해 결정된다. 개방형 셀 비율이 높아지면 이력손실 값이 낮아져 안락성이 향상되고, 폐쇄형 셀 비율이 높아지면 이력손실 값이 증가하여 강도와 에너지 소산 특성이 강화된다. 본 연구에서 사용한 폴리우레탄 폼도 같은 경향이 관찰되었고, 특히 bio20 wt%에서 개폐도가 최저를 보임과 동시에 이력손실이 급격히 증가하는 결과가 확인되었다. 이는 해당 조성에서 바이오 폴리올 도입으로 혼합물의 점도·극성이 임계에 도달하면서 물의 확산이 지연되고, 그 결과 발포 반응보다 젤화 반응이 상대적으로 앞선 데 기인한다. 젤화 반응이 발포 반응에 비하여 우세하게 진행되면서 닫힌 셀과 부분적으로 열린 셀들의 발생이 확대된 것으로 해석된다.
-차 실험에서는 전반적으로 지표들이 큰 변동 없이 유지되었으나, bio20 wt%에서만 이력손실 급증, 꺼짐인자 하락, 개폐도 최소, 공동벽 면적비 최대가 동시 관찰되며 물성 저하가 두드러졌다. 따라서, 바이오 폴리올 대체 가능성을 확보하기 위해서 이 구간의 미세구조를 보정할 필요가 있다. 2차 실험에서는 NCO index를 조정하여 젤화 반응과 발포 반응의 균형을 개방 쪽으로 소폭 이동시키고자 한다. 구체적으로 index를 0.95–1.00 범위로 낮춰 초기 젤화를 지연하면 cell opening이 촉진되어 이력손실은 낮아지고, 꺼짐인자는 회복될 가능성이 크다.
+:1차 실험에서는 전반적으로 지표들이 큰 변동 없이 유지되었으나, bio20 wt%에서만 이력손실 급증, 꺼짐인자 하락, 개폐도 최소, 공동벽 면적비 최대가 동시 관찰되며 물성 저하가 두드러졌다. 따라서, 바이오 폴리올 대체 가능성을 확보하기 위해서 이 구간의 미세구조를 보정할 필요가 있다. 2차 실험에서는 NCO index를 조정하여 젤화 반응과 발포 반응의 균형을 개방 쪽으로 소폭 이동시키고자 한다. 구체적으로 index를 0.95–1.00 범위로 낮춰 초기 젤화를 지연하면 cell opening이 촉진되어 이력손실은 낮아지고, 꺼짐인자는 회복될 가능성이 크다.
 ====실험 II====

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 [[파일:유티엠3.jpg]]
-:이력손실의 경우, bio0~15 wt% 구간에서는 거의 변동 없이 일정한 값을 보였으나 bio20 wt%에서 뚜렷한 최대치를 보인 뒤 bio25 wt%에서 다시 낮아지는 경향을 확인할 수 있었다. 즉, 이는 에너지 손실이 bio20 wt%에서 가장 크다는 것을 의미한다. 꺼짐인자의 경우, bio0~15 wt% 구간에서 완만히 감소하는 경향을 보이지만 bio20 wt% 급격하게 감소하고 bio 25 wt% 일부 회복하는 모습을 확인할 수 있었다. 즉, 지지력이 bio20 wt%에서 가장 떨어진다는 것을 의미한다. 차량/의자 쿠션에 사용되는 폴리우레탄 폼의 꺼짐인자는 보통 2.8 이상을 권장하고 있다. bio20 wt%의 꺼짐인자 값은 2.4434로 권장 하한선 아래에 위치하고 있기 때문에 체감 안락성이 떨어질 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 결과들은 폴리우레탄 폼의 형태학 분석 결과와 관련하여 설명할 수 있기 때문에 이 부분은 뒤의 형태학 결과 분석 부분에서 다루도록 하겠다. 이력손실 및 꺼짐인자 뿐만 아니라, strain 50%에서의 압축 응력 값도 분석을 진행하였다. 측정 결과는 아래의 Figure 5와 같이 나왔다.
+:이력손실의 경우, bio0~15 wt% 구간에서는 거의 변동 없이 일정한 값을 보였으나 bio20 wt%에서 뚜렷한 최대치를 보인 뒤 bio25 wt%에서 다시 낮아지는 경향을 확인할 수 있었다. 즉, 이는 에너지 손실이 bio20 wt%에서 가장 크다는 것을 의미한다. 꺼짐인자의 경우, bio0~15 wt% 구간에서 완만히 감소하는 경향을 보이지만 bio20 wt% 급격하게 감소하고 bio 25 wt% 일부 회복하는 모습을 확인할 수 있었다.<br>즉, 지지력이 bio20 wt%에서 가장 떨어진다는 것을 의미한다. 차량/의자 쿠션에 사용되는 폴리우레탄 폼의 꺼짐인자는 보통 2.8 이상을 권장하고 있다. bio20 wt%의 꺼짐인자 값은 2.4434로 권장 하한선 아래에 위치하고 있기 때문에 체감 안락성이 떨어질 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 결과들은 폴리우레탄 폼의 형태학 분석 결과와 관련하여 설명할 수 있기 때문에 이 부분은 뒤의 형태학 결과 분석 부분에서 다루도록 하겠다. 이력손실 및 꺼짐인자 뿐만 아니라, strain 50%에서의 압축 응력 값도 분석을 진행하였다. 측정 결과는 아래의 Figure 5와 같이 나왔다.
 [[파일:유티엠4.jpg]]

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 ===개발 과제 핵심 결과===
 ====실험 I====
-내용
+<strong>[실험1] 바이오 폴리올 함량 변화에 따른 폴리우레탄 폼 물성 변화 측정</strong>
 ====실험 II====
 내용