Effect of Metal Ionic Crosslinking Agents on the Water Resistance and Mechancial Properties of EVA Emulsion

EVA 에멀젼의 내수성 및 기계적 특성에 미치는 금속 이온 가교제의 효과

In this work, calcium hydroxide and magnesium carbonate as metal ionic crosslinking agents were used to introduce ionic crosslinking points to the ethylene vinylacetate (EVA) emulsions for the enhancement of water resistance and mechanical properties of emulsion films. The properties of EVA emulsion film were investigated in crosslinking density, thermal features, surface energy, and mechanical properties, such as tensile strength, elongation at break and tear strength. With the increasing content of metal ionic crosslinking agent, the crosslinking density of the EVA emulsion film increases, resulting into the improvement of water resistance. The surface energy and mechanical properties of the EVA emulsion film, however, showed somewhat different behaviors. The highest surface energy, tensile strength, and tear strength were observed when 0.4% for calcium hydroxide and 0.5% for magnesium carbonate was added respectively, because the EVA emulsion containing carboxylic acid forms strong carboxylate-metal bond of ionically-crosslinked system. Therefore, it can be concluded that metal ionic crosslinking agents, such as magnesium carbonate and calcium hydroxide are considered to improve water resistance and mechanical properties of the EVA emulsion.

본 연구에서는 EVA 에멀젼에 내수성 및 기계적 특성을 향상시키기 위하여 금속 이온 가교제인 calcium hydroxide 및 magnesium carbonate를 사용하여 이온성 가교결합을 도입하였다. EVA 에멀젼 필름의 가교밀도, 열적특성, 표면자유에너지 그리고 인장강도, 파단신율 및 인열강도 특성을 고찰하였다. 금속 이온 가교제 양이 증가함에 따라 EVA 에멀젼의 가교밀도는 증가하였고, 이에 내수성과 $T_g$ 값도 증가하였다. 그러나 EVA 에멀젼 필름의 표면에너지 및 기계적 특성들은 다소 다른 거동을 보였다. Calcium hydroxide 0.4% 그리고 magnesium carbonate 0.5%를 첨가한 경우가 EVA 에멀젼에 강한 이온성 가교결합이 형성되어 가장 높은 표면 자유에너지 값과 인장강도 및 인열강도를 보였다. 그러므로 본 연구에서 calcium hydroxide 및 magnesium carbonate와 같은 금속 이온 가교제가 EVA 에멀젼의 내수성과 기계적 물성을 향상시킴을 확인하였다.