Filler-Elastomer Interactions : 4. Effect of Plasma Treatment on Surface Properties of Carbon Blacks

충전제-탄성체 상호작용 4. 플라즈마 처리가 카본블랙 표면 특성에 미치는 영향

In this work, the effect of NE plasma treatment generated by radio-frequency was investigated in acid-base surface values, ion adsorption characteristics, and surface free energies of carbon blacks. As the results, it was clearly found that the obvious improvement of the treatment is in the London dispersive component (${\gamma}s^L$) of surface free energy of carbon blacks. Also both electron-acceptor ( ${\gamma}s^+$) and -donor (${\gamma}s^-$) parameters for the specific component (${\gamma}s^{sp}$) were also increased with increasing the treatment time, resulting in increasing the surface functional groups of the carbon blacks studied, together with a consequence of the increases of acidic and basic surface functional groups, ion exchange, zeta potential, and ion mobility.

본 연구에서는 RF-plasma를 사용하여 카본블랙을 $N_2$ 분위기에서 표면처리 하였을 때 카본블랙의 표면 산도 및 염기도와 이온 흡착 특성, 그리고 표면 자유에너지를 통한 물리-화학적변화를 관찰하였다. 그 결과 카본블랙을 플라즈마 표면처리 하였을 경우 표면 자유에너지의 비극성 요소 (${\gamma}s^L$)가 크게 증가함을 고찰하였다. 또한 표면 산도 및 표면 염기도와 이온 교환특성, 제타 전위, 그리고 이온 이동도의 향상 등에 의한 표면 관능기의 발달로 표면처리 시간이 증가됨에 따라 극성요소 (${\gamma}s^{sp}$)인 전자 받게 (${\gamma}s^+$)와 전자 주게 (${\gamma}s^-$) 인자도 증가하는 것을 볼 수 있었다.