본 연구는 실리콘계 정포제의 특성에 따른 폴리우레탄 폼 지수제의 cell 구조와 흡수량 변화를 알아보기 위하여 6종의 정포제를 사 용하여 폴리우레탄 폼 지수제를 제조하여 FE-SEM으로 분석한 결과 실리콘 정포제의 실록산 주사슬 말단에 PO n개가 결합되어 있는 DC-193, DC-2585, DC-5125, DC-198의 cell 구조는 close cell로 확인이 되었고, 실리콘 정포제의 실록산 주사슬 말단에 EO n개가 결합 되어 있는 DC-5043과 DC-5598은 open cell 구조로 나타났다. 또한 cell 구조 변화에 따른 흡수량 에서는 close cell의 크기가 가장 세밀하고 균일한 DC-193의 흡수량이 가장 적게 나타나 내수성이 가장 우수한 것으로 나타났으며 open cell의 크기가 가장 크게 형성된 DC-5043의 흡수량이 가 장 많은 것으로 나타났다. 이들의 방수성능을 콘크리트 구조물을 모사하여 시험한 결과 누수가 없음을 확인하였다.

최근 대형 지진으로 인한 인적 물적 손실을 방지하기 위한 면진설계의 유용성이 입증되면서 교량, 건물 등 대형구조물을 중심으로 면진받침의 적용 사례가 증가하고 있다. 주요 면진받침 형식 중의 하나인 미끄럼식의 경우 복원력을 제공하기 위하여 스프링 등이 사용되며, 지진과 같은 급격한 하중 작용 시 이러한 스프링의 역학적 특성은 면진받침 뿐 아니라 받침이 적용된 구조물의 거동에 영향을 미치므로 정확한 파악이 중요하다. 이 연구에서는 미끄럼식 면진받침에 적용되는 폴리우레탄 스프링에 대한 실험 결과를 이용하여 역학적 특성을 분석하였다. 역학적 거동 특성에 대한 모델링을 위하여 기존 초탄성체에 대한 해석 모델을 분석하고 각 모델의 적절성을 실험 결과와의 비교를 통하여 검토하였다. 검토는 상용 유한요소해석 프로그램인 LUSAS를 이용하여 수행하였다.

In this experiment no solvent based polyurethane(PU) adhesives were prepared with the polyol, isocyanate, dioctyl phthalate(DOP), 2-hydroxyethylacrylate(2-HEA) and other acrylate monomers. The softenening point of the PU adhesives measured by Ring & Ball method were examined in the present study. And adhesion strength and mechanical properties such as tensile strength and 100% modulus of the PU adhesives were evaluated by Universal Test Machine. The experimental results showed that increase of both DPE-41, benzoylperoxide(BPO) and toluene diisocyanate(TDI) increased softenening point, adhesion strength, tensile strength and 100% modulus. However as DOP content increased sofenening point, adhesion strength decreased and tensile strength, 100% modulus also decreased.

일반적으로, 플라스틱은 자연생태계 내에서 생분해되지 않고 오랫동안 형태를 유지하는 특성이 있다. 그래서 사용 후 버려지는 플라스틱의 재활용에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이에 따라 농업용 비닐하우스, 음료수 병등은 각각의 성분별로 분리 배출하거나 수거하여 재사용이 비교적 용이한 편이어서 재사용에 대한 많은 연구가 진행되어 현재에는 상용화 되고 있는 기술이다. 하지만 2성분 이상 혼합된 복합 플라스틱의 재활용 기술은 아직까지 많이 개발되고 있지 못하고 있다. 예를 들면, 2성분 이상의 복합 플라스틱의 재활용 방법으로 각각의 수지를 종류별로 분리하여 재사용하거나 2성분 외에 다른 제3의 플라스틱 수지를 첨가하여 재사용하는 방법이 있다. 이러한 경우, 제3의 성분이 기존 플라스틱의 물리화학적 물성에 영향을 미치고 또한 재활용에 따르는 원료의 가격 상승요인으로 작용하여 재활용의 경제적 효과가 반감되는 경우가 있다. 따라서 이러한 복합성분으로 구성된 플라스틱 폐기물들은 주로 매립 또는 소각하는 방법으로 처리되고 있는 실정이다. 섬유연사기는 폴리에스테르 필라멘트 섬유의 합사공정에 적용되는 기계로 기계부품 중에서 가장 중요한 드럼 부분은 TPU/ABS 복합수지로 제조된 원통 형태의 플라스틱 사출성형 제품이다. 연사기 드럼은 평균적으로 2 ~ 3년 주기로 교체되는데, 이때 발생되는 연사기의 드럼은 전량 소각하거나 폐기 처분하고 있어 자원의 낭비가 막대하기 때문에 본 연구에서는 주기적으로 교체되어 버려지는 TPU/ABS 수지로 구성된 실린더 드럼을 재사용하는 기술을 연구하였다. 위와 같이, 섬유연사기 드럼은 장기간 사용으로 인해 표면에 이물질 등이 부착되어 세척공정이 필요하고 이때 효과적인 세정작업을 수행하기 위해 적절한 세정제 및 기계적인 공정이 요구된다. 특히 섬유연사기 드럼은 실린더 형태로 내부가 비어있는 원통 형태로 일반적인 세척공정에서는 쉽게 오염물질의 제거가 곤란하다. 이로 인하여 본 연구에서는 실린더 드럼을 세척하는 공정에서 좀 더 효과적으로 이물질을 제거하기 위해 상하 좌우에서 노즐을 통해 물을 분사하는 장치를 적용하였다. 그리고 세척공정에서 거품과 오염물질의 재부착을 방지할 수 있는 특수 계면활성제를 적용하였으며, 세척 후 건조한 드럼은 분쇄공정을 거쳐 입자크기를 1 ~ 5mm로 분쇄하였다. 이렇게 절단된 수지는 냉각장치 및 가열장치가 동시에 부착된 용융압출기를 사용하여 복합수지로 가공되며, 특히 TPU/ABS 복합수지는 2가지 성분의 고분자수지가 열적 물리적 특성이 상이하여 일반적인 압출방법으로 재활용하는 것이 현재까지 불가능하였다. 그러나 본 연구에서는 수지 복합체의 조성을 최적의 상태로 조절함과 아울러, 압출기의 용융온도 및 냉각온도를 조정하여 복합수지의 용융압출이 가능한 방법을 개발하였다. 복합수지의 상용성을 확인하기위해 시차주사열분석(DSC)를 사용하여 열적 특성을 분석하였고 표면 형상은 시차주사현미경(SEM)을 통해 분석 실시하였다. 열적 표면형상 특성에서 우수한 상용성을 확인하였으며 이성분 플라스틱의 혼화성을 물리적 특성을 실험을 통해서 확인한 결과 우수한 기계적 특성을 보이는 것을 확인하였다. 최종 복합수지의 물리적 특성은 충격강도 25 ~ 35Kg cm/cm, 유동성 30 ~ 40g/10min, 인장강도 350 ~ 450 Kg/cm², 신장율 40 ~ 60%를 갖는다. 따라서 현재 사용 중인 ABS수지를 대체할 수 있는 복합수지로 개발 하였으며 버려지거나 소각처리되는 자원순환 네트워크 구축이 가능할 것으로 사료된다.

국내 가전제품 시장은 매우 크게 형성되어 있고, 소비자의 문화수준 향상 및 신제품 교체주기의 단축에 따라 제품성능의 향상 또한 급격히 발전하고 있는 추세이며, 이러한 동향에 따라 폐 가전제품의 발생량 또한 증가하고 있다. 발생된 폐 가전제품은 생산자의 효율적인 회수사업을 통하여 권역별 리사이클링센터로 반입되어 품목별로 친환경적인 공정을 통하여 적정하게 재활용 되고 있다. 그러나 주로 냉장고의 단열재로 사용되는 폴리우레탄 폼의 경우, 과거부터 다양한 재활용 기술개발에 주력하고 있으나, 환경성, 경제성, 지속성 등을 이유로 상용화 되지 못하고 있으며, 현재에는 거의 모든 재활용센터에서 위탁 소각되고 있는 실정이다. 냉장고에서 사용되는 폴리우레탄 폼은 경질 폴리우레탄 폼으로, 양문형 냉장고 기준으로 1대당 약 11~15%를 포함하고 있어 그 발생량이 매우 많은 것으로 조사되었다. 이에 따라 본 연구소에서는 폐 우레탄의 열에너지 회수를 위하여 폐 우레탄의 연료화를 위한 성형설비를 개발 중에 있으며, 성형실험 시 생산된 생산연료에 대하여 법적기준에 따른 분석 및 평가를 실시한 결과, 생산된 고형연료는 법적기준에 만족하는 것으로 분석되었다. 또한, 현재 최적 생산조건 도출 및 상용화를 위한 생산성 확보에 주력하고 있다. 한편, 본 연구에서는 폐 우레탄 고형연료의 환경성 분석 및 수요처확보를 위하여 lab. scale의 연소반응기를 이용하여 연소특성 분석을 실시하였다. 연소실험은 1,000℃에서 공기비 1.5, 1.8 조건에서 실시하였고, 수요처의 고형연료 투입 특성을 고려하여 우레탄 고형연료 100%, 우레탄고형연료 30% : 일반 SRF 70%, 우레탄고형연료 50% : 일반 SRF 50% 비율로 혼합하여 세가지 투입조건을 설정하여 실시하였다. 시료의 투입은 5g/min으로 진행하였으며, 연소 시 발생하는 가스 중 O2, CO2, CO 등 일부 발생가스는 실시간 분석장치를 이용하여 측정하였고, HCN, NH3 등의 일부 발생가스는 대기오염공정시험방법에 의거하여 흡수액을 이용하여 측정을 실시하였다.

현대 사회의 대량 소비문화와 신제품 출시의 기간의 간격 폭이 작아지면서 폐 가전제품의 발생이 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 현재 우리나라에서 발생하는 폐 냉장고에서는 1대당 약 10%의 폐 우레탄이 포함되어 있고, 2007년부터 최근까지 제도권 내에서의 폐 냉장고 수거현황을 조사한 결과 증가 추세인 것으로 나타났으며, 이에 따라 폐 우레탄의 발생률 또한 지속적으로 증가하고 있는 것으로 추정된다. 냉장고에서 발생하는 우레탄은 타 생활폐기물보다 비교적 발열량이 높고, 염소, 황 등의 유해물질 함유량이 적어 연료로써의 가치가 높은 것으로 알려져 있다. 또한, 현재 우레탄의 재활용 가능 기술로는 재생폴리올 생산, 층간 흡음재 적용 기술 등이 있으나 완전한 상용화 기술은 개발되지 않은 실정이며, 자체 선행연구로기술성, 연속성, 경제성, 사업성, 환경성 등의 지표기준을 설정하여 전문가 설문조사를 실시한 결과 고형연료화 기술이 가장 타당한 것으로 분석되었다. 고형연료 제조기술은 국내외에서 매우 활성화 되어 사용되는 기술이나, 국내에서는 우레탄은 그 자체가 부피가 매우 크고 밀도가 낮기 때문에 고형연료화 되어 RPF(Refuse Plastic Fuel)로써 사용된 사례는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폴리우레탄의 적정 연소 조건을 확인하고, 이 때 발생되는 배가스를 분석하여 고형연료로의 사용가능성에 대하여 평가하였다.

In this study, the chemical resistance of polyurea resin waterproofing and anti-corrosion materials that is applied to the social infrastructure was analyzed. Mostly, there are three the main materials which is polyurea resin waterproofing and anti-corrosion, polyurea resin waterproofing and anti-corrosion, polyurethan-polyurea waterproofing and anti-corrosion, and polyurethane waterproofing and anti-corrosion were analyzed as the specimen. As a result of chemically resistant characteristic to three kinds of polyure type materials, it’s polyurethane, polyurea-urethane, and polyurea were arranged in the order. This order is generally predictable order that is expected by any user, but it was settled first by the quantitative evidence of chemical evaluation in this time. And, the result in this study will be utilizing as a basic data for establishing the quality standards which are able to judge the chemically resistant characteristic of polyurea resin waterproofing and anti-corrosion materials.

In order to utilize waste wood chip for pavement, a polyurethane resin that is both eco-friendly and suitable for bindingwood chip was developed as the binder, and workability was examined through laboratory experiment for characteristicsof waste wood chip mixture using the polyurethane resin and through test pavement on the field. The new resin was aVOC reduction type free from plasticizer and solvent classified as endocrine-disrupting chemicals and environmentalhazardous substances, and NCO equivalents were set at 8, 9, 10 and 11% by modifying the polyisocyanate-polyol ratio.Laboratory experiment showed that polyurethane resin with NCO equivalent of 9% and 10% had excellent characteristicsas binder for waste wood chip. In the field experiment applying waste wood chip and polyurethane resin in the massratio of 1:0.8, tensile strength of the pavement system was about 30% higher than that using polyurethane resin currentlybeing sold, and permeability coefficient and elasticity thereof were the same as that using the resin currently being sold.Also, examination of compaction methods for waste wood chip pavement system showed that non-heating hand rollerand compactor had the problem of the “waste wood chip - resin mixture” sticking to the roller during the compaction but that heating hand roller had excellent workability and could achieve good planation surface relatively easily.

Existing polyurethane occurred the environmental issues with the volatile organic solvent mixing tar. This study evaluates the basic properties of a rapid hardening polyurethane, available with spray construction, modified with polyamine mixing carbon black. As a result, stable basic property is measured even surpassed KS.

To improve the mechanical properties of hydroxyapatite (HA)/waterborne polyurethane (WBPU) composites, the hydroxyl group of HA was modified by urethane reactions: the hydroxyl groups of HA were reacted with aliphatic or cyclic diisocyanate, and then the modified HAs were extended by adding polyol and/or ε-caprolactone. Composites were prepared by the prepolymer process method: the modified HA was directly pured into the urethane reaction of isocyanate and polyol. The properties of modified HA/WBPU composites were investigated by thermogravimetric analysis, tensile strength, and water resistance. The results showed that the reactivity of aliphatic diisocyanate to the hydroxy group of HA was faster than that of cyclic one. Comparing to those of pure HA/WBPU composite films, the thermal stability, water resistance, and mechanical properties of the modified composite films increased with a degree of modification of HA.

Waterborne polyurethane dispersions (WPUD) were prepared by poly(ethylene glycol) adipate as the polyester type, α,ω-hydroxyalkyl terminated polydimethylsiloxane (PDMS-diol) as the polysiloxane type, hexamethylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate, dimethylol propionic acid. The effects of PDMS-diol contents on the particle size, thermal and surface properties of WPUD were investigated. The structures of the synthesized WPUD were confirmed using by FT-IR. The surface, thermal and mechanical properties were investigated by measuring the contact angles, DSC, TGA and UTM. As PDMS-diol contents increased, the particle size, the contact angle, and the elongation was increased, while the tensile strength was decreased. Also the thermal stabilities of the synthesised WPUD were increased as PDMS-diol contents increased.

The treatment of styrene vapor was carried out using the biofilter packed with loess/polyurethane composite during continuous operation of 74 days. The microorganisms were adapted within 2-3 days under the experimental conditions of inlet concentration and empty bed contact time (EBCT). At 200 sec of EBCT, the removal efficiency of styrene was 100% with 200 ppmv of inlet concentration, while 92% with 400 ppmv of inlet concentration. The biofilter showed the stable removal efficiencies of over 74 % under the EBCT range from 300 to 75 sec at the 150 ppmv of inlet styrene concentration. The maximum capacity of styrene removal for the biofilter packed with loess/polyurethane was 29 g/m3/hr. During continuous operation of 74 days, pH of the drain water changed slightly and the pressure drop through the biofilter column was below 45 mmH2O/m.

A biofiltration system using activated carbon/polyurethane composite as solid support inoculated with Bacillus sp. was developed for treating a gaseous stream containing high concentrations of H2S. The effects of operating condition such as the influent H2S concentration and the empty bed contact time (EBCT) on the removal efficiency of H2S were investigated. The biofilter showed the stable removal efficiencies of over 99 % under the EBCT range from 15 to 60 sec at the 300 ppmv of H2S inlet concentration. When the inlet concentration of H2S was increased, the removal efficiencies decreased, reaching 95 and 74%, at EBCTs of 10 and 7.5 sec, respectively. The maximum elimination capacity in the biofilter packed with activated carbon/polyurethane composite media was 157 g/m3/hr.