Abstract
A new piece of test equipment, the slurry wear tester (SWT), was proposed in this study to evaluate the wear behavior of rubber vulcanizate in environmental contact with slurry. Natural rubber (NR) and chloroprene rubber (CR) were chosen as the basic matrices to test the slurry wear. The fluids used to fill the chamber of the SWT were 35% HCl and NaCl solution. The Akron abrasion test was used for comparison with SWT. According to the results of the Akron abrasion test, CR vulcanizate abraded more rapidly than NR vulcanizate under same test condition. It was found that the hysteresis of rubber was key factor contribute to the wear behavior. However, the slurry wear rate of the NR and CR vulcanizates did not change significantly, even with changes in the concentration of acid and the immersion time in both HCl and NaCl solutions; the fluid decreased the friction between the abrasive paper and the specimen. It also reduced the heat generated from repeated deformation and wear debris at the surface of the SWT's abrasion arm. Thus, these phenomena affected the wear behavior of rubber vulcanizate and caused different results in the conventional Akron abrasion test. This outcome could have resulted in an incorrect analysis if the slurry wear behavior of the rubber vulcanizate was estimated by the conventional abrasion tests, which are operated under dry conditions.
슬러리와 접하는 환경에서 사용되는 고무 소재의 슬러리 마모 거동을 평가하기 위해 새로운 형태의 슬러리 마모시험기(Slurry Wear Tester; SWT)가 본 연구에서 제안되었다. 슬러리 마모 거동을 평가하기 위한 기본 매트릭스로 천연고무(NR)와 클로로프렌고무(CR)가 선정되었다. SWT 장치의 챔버를 채우기 위한 유체로는 35% HCl 용액과 NaCl 용액이 사용되었다. SWT의 결과는 기존의 고무 마모시험 방법들중의 하나인 건식 상태에서 시험이 진행되는 Akron 마모시험의 결과와 비교를 하였다. Akron 마모 시험의 결과에 따르면 CR이 NR 보다 더 빠른 속도로 마모가 됨을 알 수 있었으며 재료의 히스테레시스 특성이 마모에 영향을 미침을 알 수 있었다. 그러나 SWT 결과에 따르면 CR과 NR의 슬러리 마모거동은 큰 차이가 없었으며 더구나 산의 농도와 HCl 용액과 NaCl 용액에 침지된 시간에 따라서도 슬러리 마모속도에는 큰 영향이 없었다. 이는 슬러리에 포함된 유체가 마모지와 시편 사이의 마찰을 감소시켰기 때문이라고 사료되었다. 또한 Akron 마모 시험의 경우 고무 소재의 히스테레시스가 마모에 영향을 미쳤지만, SWT의 경우 유체는 반복 변형에 의해 발생되는 열을 감소시키고 마모지 표면에 남아있는 마모 찌꺼기들을 제거하였기 때문에 Akron 마모 시험의 결과와는 다른 결과를 나타내었다. 따라서 슬러리에 의한 고무 소재의 마모를 평가하는데 있어서 기존의 방식인 건식방법으로 마모 거동을 평가할 경우 잘못된 결과를 초래할 수 있음을 알 수 있었다.
