가황시스템 변화가 배합고무의 가황반응속도 및 물리적 특성에 미치는 영향

The Effects of Cure System on Vulcanization Reaction Constant and Physical Properties of Rubber Compounds

  • 이석 (주) 금호타이어 연구소) ;
  • 박남국 (전남대학교 공과대학 화학공학과)
  • Lee, Seag (Kumho Research and Development Center) ;
  • Park, Nam Cook (Department of Chemical Engineering, Chonnam National University)
  • 투고 : 1998.12.19
  • 심사 : 1999.02.25
  • 발행 : 1999.05.10

초록

가황고무의 가황반응에 대하여 가황시스템 및 온도, 보강성충전제 첨가량 변화에 의한 반응속도상수 및 활성화에너지, 가교밀도 및 탄성상수, 가황특성 ($t_5,\;t_{90}$), 고무보강성 및 내마모성을 고찰하였다. 반응속도상수는 보강성충전제 첨가량, 가황시스템 및 가황반응온도에 대한 의존성이 크게 나타났으며, 반응온도에 따라 지수적으로 증가하였다. 활성화에너지는 가황시스템중 촉진제에 대한 황 비율이 높은 가황시스템에서 가장 작게 나타났으며, 보강성충전제 첨가량이 적을수록 작게 나타났다. 카본블랙 첨가량 변화는 고무보강성 및 내마모성에 직접적으로 영향을 미치고 있으나, 가황시스템 변화는 각기 다른 영향이 나타났다. 카본블랙 첨가량이 증가하면 모듈러스가 증가하고, 내마모성이 향상되며, 스코치시간이 짧아졌으나, 가교밀도 및 탄생상수는 감소하였다. 높은 가교밀도 및 탄성상수는 카본블랙 첨가량에 관계없이 촉진제에 대한 황 비율 0.73 (${\fallingdotseq}1$)에서 나타났으며, 스코치시간 ($t_5$)은 촉진제에 대한 황 비율 변화에 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 빠른 최적가황시간 ($t_{90}$) 역시 촉진재에 대한 황 비율이 1에 가까운 조건 (=0.73)에서 나타났다. 가황조건별 배합고무의 등가 가황곡선계수는 카본블랙 첨가량에 관계없이 CC 시스템에 대해서는 0.96, SEC 및 EC 시스템에 대해서는 0.74로 나타났다. 한편 가황고무의 마모된 부피는 부과된 하중이 증가함에 따라 지수적으로 증가하였다.

참고문헌

  1. J. Appl. Polym. Sci. v.2 L. Mullins
  2. Rubber Chem. Technol. v.36 C. E. Decker;R. W. Wise;D. Guerry
  3. 기초고무기술 한국고무학회
  4. J. Appl. Phys. v.11 M. Mooney
  5. Rubber Chem. Technol. v.36 E. Morita;E. J. Young
  6. Rubbery Materials and their compounds J. A. Brydson
  7. Paper presented to the International Rubber Conference A. R. Blackley
  8. Rubber Chem. Technol. v.66 M. R. Krejsa;J. L. Koenig
  9. Rubber Chem. Technol. v.31 J. Beniska;B. Dogadkin
  10. Rubber Chem. Technol. v.46 A. I. Medalia
  11. Rubber Chem. Technol. v.61 P. K. Das;R. N. Datt;D. K. Basu
  12. Rubber Chem. Technol. v.57 N. J. Morrison;M. Porter
  13. Reinforcement of elastomer M. L. Studebaker;G. Kraus(ed.)
  14. Rubber Chem. Technol. v.56 D. Pal;B. Adhikari;D. K. Basu;A. K. Chaukhuri
  15. Kautschuk Gummi, Kunstst. v.32 S. Wolff
  16. Ph. D. Dissertation of the University of Akron C. T. R Pulfork
  17. Natural Rubber and The Synthetics P. W. Allen
  18. Zinc Chemical M. Farnaworth(ed.);C. Kline(ed.)
  19. Rubber Chem. Technol. v.65 R. W. Layer
  20. Rubber Chem. Technol. v.59 E. M. Dannenberg
  21. Science and Technology of Rubber A. Y. Coran;F. R. Eirich(ed.)
  22. J. Appl. Polymer Sci. v.18 B. Meissner
  23. Rubber Chem. Technol. v.45 F. P. Baldwin;G. Ver Strate