In this study, core-shell structured silica aerogel-polystyrene (SA-PS) particles were synthesized by encapsulating silica aerogel (SA) with polystyrene (PS) to enhance the thermal and mechanical properties of rigid polyurethane foams (RPUF). To preserve the inherent porosity of the SA, the encapsulation process was controlled by varying the styrene concentration. It was observed that both the particle size and the thickness of the PS coating layer increased with higher styrene concentrations. Incorporating SA-PS particles into RPUF significantly improved performance by preventing matrix penetration into SA pores, achieving a 11.2% reduction in thermal conductivity and a 3.5% increase in compressive strength, proving this encapsulation strategy effective for high-performance RPUF.

본 연구는 경질 폴리우레탄 폼(RPUF)의 단열 성능과 기계적 성능을 향상시키기 위해 styrene의 농도에 따라 silica aerogel(SA)을 polystyrene(PS)으로 캡슐화하여 SA의 기공이 보존된 SA-PS 입자를 합성하였으며, 합성된 SA-PS 입자를 RPUF에 도입하여 복합 RPUF를 합성하였다. Styrene의 농도가 증가함에 따라 SA-PS 입자의 크기와 PS 코팅층의 두께가 증가함을 확인하였다. SA-PS를 RPUF에 도입한 결과 PS 코팅으로 SA의 기공이 보존되어 폼의 열전도율은 최대 11.2% 감소하였으며, 압축강도는 최대 3.5% 증가하였다. SA-PS의 캡슐화 및 styrene의 농도 변화를 통해 RPUF의 단열 및 기계적 특성 개선에 효과적임을 확인하였다.

Keywords: silica aerogel, polymer coating, encapsulation, polyurethane foam, thermal conductivity, mechanical properties.