Devulcanization of Vulcanized EPDM Rubber by a Chemical Method

화학적 방법에 의한 가황 EPDM 고무의 탈황처리

It has been tried to decrease the crosslink density of vulcanized EPDM (ethylone-propylene-diene terpolymer) rubber through a chemical devulcanization treatment. Phase transfer catalyst, alkali metal (i.e., sodium), and triphenylphosphine have been used as a chemical agent ul the devulcanization treatment. Also it has been estimated the effect of the devulcanization treatment in the case of utilization of 2-butanol as a devulcanization reaction solvent. In the devulcanization treatment using quaternary ammonium salt as a phase transfer catalyst. the devulcanization effect has been studied with the variation of catalyst molecular weight and the choice of bromide or chloride cation. In the devulcanization treatment using sodium, it has been estimated the devulcanization treatment effect depending upon the variation of reaction variables such as amount of sodium used, reaction temperature, pressure of hydrogen gas, which is used as a reaction environment. The $M_c$ value (number average molecular weight between two crosslink points) has been experimentally estimated by the equilibrium swelling method and it is quantitatively related to the crosslink density. The estimation of devulcanization effect for vulcanized EPDM rubber has been carried out by the comparison of the $M_c$ values between the untreated and the treated specimens.

가황 EPDM(ethylene-propylene-diene terpolymer) 고무를 화학적 탈황처리 방법을 통하여 가교 밀도를 감소시키고자 시도하였다. 화학적 탈황처리를 위하여 상이동 촉매(phase transfer catalyst), 알카리 금속인 sodium, triphenylphosphine 등을 탈황 조제로 사용하였으며 또한 2-butanol을 탈황반응의 반응용매로 사용한 경우에 대한 탈황처리 효과도 아울러 조사하였다. 4급 암모니움염 형태의 상이동 촉매를 탈황반응에 이용할 경우 촉매의 분자량에 따른 변화 그리고 bromide(Br) 음이온 대비 chloride(Cl)음이온 사용에 따른 변화 등을 비교하였다. Sodium(Na)을 탈황반응에 투여할 경우 Na의 사용량, 반응온도, 반응시간 그리고 반응 분위기로 이용된 수소가스의 압력 등 반응변수에 따른 탈황효과를 살펴보았다. 가교밀도를 정량적으로 나타내는 수치인 $M_c$값(가교점 사이의 수평균 분자량)을 평형팽윤법을 이용하여 실험적으로 결정하였고 가황 EPDM 고무시료의 탈황효과 분석은 탈황 전과 탈황 후 시료에 대한 $M_c$ 값을 비교함으로써 수행되었다.