글라스버블/에폭시 수지 접착부의 극저온 압축 동적 성능
Compression Dynamic Performance of Glass Bubble/Epoxy resin Adhesion
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초록
LNG 운반선의 슬로싱 충격하중은 LNG 화물창 내 단열시스템의 파손을 야기하는 주원인이다. 단열시스템의 파손은 LNG 화물창 내 극저온을 유지시키는 데 치명적으로 작용하게 된다. 극저온을 유지하기 위해서는 단열재료의 성능 강화가 가장 전형적인 방법이다. 일반적으로 LNG 화물창 내의 단열재료는 폴리우레탄 폼과 플라이우드, 이 두 재료를 접합시키기 위한 접착제가 사용된다. 본 연구에서는 단열시스템에 채용되는 단열재료를 강화하기 위한 일환으로 글라스 버블/에폭시 복합수지를 제작하여 충격 하중이 작용할 때 재료의 흡수에너지를 향상시켰다. 실험 시나리오는 글라스버블의 첨가량, 온도의 영향성을 분석하기 위한 상온 및 극저온 환경을 고려하여 자유낙하 실험을 수행하였다. 실험 결과는 글라스 버블 첨가량이 20 wt.%에 도달할 경우 극저온 흡수에너지가 최대의 성능이 나타나는 것을 확인하였다. 반면에 상온 흡수에너지는 첨가량 0 wt.%에서 최대 성능을 보였다. 글라스버블/에폭시 수지의 혼합성능의 경우 첨가량이 20 wt.%가 되면 교반성능 저하로 인하여 응집현상이 발생하여, 접착성능이 떨어질 것으로 판단된다.
Abstract
Sloshing impact loads on liquefied natural gas (LNG) carriers are the main issue of damage to the insulation system in LNG cargo containment system (LNG CCS). The damage to the insulation system would be fatal in maintaining a temperature-savings environment in LNG CCS. The typical method is to enhance the insulation materials that can maintain a constant cryogenic temperature. Insulation materials consist of polyurethane foam and plywood, an adhesive for bonding these two materials. This study intends to improve the absorption energy of the material when the impact load is applied by creating a glass bubble/epoxy composite resin as part of the insulation. The experimental scenarios consider the effect of temperature (20℃, -163℃), glass bubble weight fraction in epoxy resin through free fall experiments. Experiments have shown that if the glass bubble additive reaches 20 wt.%, the cryogenic absorption energy is a maximum performance and that 0 wt.% has a maximum ambient absorption energy. However, the agglomeration has been occurred due to deterioration of the stirring performance if weight fraction was 20 wt.% and the result of 0 wt.% have been revealed that ambient absorption energy is significantly lower.
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