고흡수성 중합체의 자연발화와 활성화에너지 측정에 관한 연구 (A Study on measurements of autoignition and activation energy of superabsorbent polymers)

서지정보

· 발행기관 : 한국재난정보학회
· 수록지 정보 : 한국재난정보학회 논문집 / 19권 / 2호 / 292 ~ 304페이지
· 저자명 : 허종만, 최재욱

초록

연구목적: 일상생활의 편의를 위해 개발된 고흡수성 중합체가 생산 및 저장 사업장에서 크고 작은 발화사고가 발생하고 있는 바, 이에 대한 화재사고 예방대책 수립을 위한 실험적인 기초자료의 확보를 위해 이 연구를 수행하였다. 연구방법: 시료용기를 가로 및 세로는 0.2m로 고정하고, 폭을 각각 3cm, 5cm, 7cm, 그리고 14cm의 크기로 직육면체 형태로 하여 무한평판에 접근하게 하였다. 미리 설정된 온도제어 프로그램에 따라 소정의 온도로 가열되게 한 항온조 중심부에 시료용기를 고정시키고 중심부의 온도가 설정하여 둔 온도보다 20℃이상 상승한 경우를 「발화」한 것으로, 시료의 중심부 온도가 설정하여 둔 온도와 유사하게 지속되었을 경우를 「비발화」한 것으로 판정하였다. 연구결과: 자연발화의 한계온도는 시료용기의 폭이 3cm일 때 212.5℃, 5cm일 때 202.5℃, 7cm일 때 192.5℃, 그리고 14cm일 때에는 177.5℃로 산출되었다. 최고의 온도에 도달되는 발화를 위한 유도시간은 3cm일 경우 약 42시간, 5cm일 경우 약 91시간, 7cm일 경우 약 151시간, 그리고 14cm일 경우 약 300시간으로 나타났다. 결론: ① 시료용기의 크기가 커질수록 자연발화온도는 낮아지고, 최고의 온도에 도달되는 발화를 위한 유도시간은 길어졌다. ② 겉보기활성화에너지는 39.30 [kcal/mol]으로 산출되었으며, 상관도는 99.5%였다.

영어초록

Aims: This study was conducted to obtain experimental data for the establishment of preventive measures against fire, as large and small fire accidents occur at production and storage sites of superabsorbent polymers developed for the convenience of daily life. Methods: The sample container was fixed at 0.2 m in both length and width, and was shaped into a rectangular cuboid with heights of 3 cm, 5 cm, 7 cm, and 14 cm to access an infinite flat plane. The sample container was fixed in the center of a thermostatic bath that was heated to a predetermined temperature according to a preset temperature control program. If the central temperature of the sample rose more than 20℃ above the set temperature, it was determined to have 'ignited', and if it remained similar to the set temperature, it was determined to have 'unignited'. Results: The critical autoignition temperature was calculated to be 212.5°C for a sample container with a height of 3 cm, 202.5°C for 5 cm, 192.5°C for 7 cm, and 177.5°C for 14 cm. The ignition induction time to reach the highest temperature was approximately 42 hours for 3 cm, 91 hours for 5 cm, 151 hours for 7 cm, and 300 hours for 14 cm. Conclusion: ① As the size of the sample container increased, the autoignition temperature decreased and the ignition induction time to reach the highest temperature increased. ② The apparent activation energy was calculated to be 39.30 kcal/mol, with a correlation of 99.5%.

참고자료

· 없음