• 폴리머
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• 제27권4호
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• pp.377-384
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• 2003

직접 중합법으로 내충격성 폴리스티렌과 유기화 층상 실리케이트의 나노복합체를 합성하여 점토 첨가에 의한 고무 입자 크기 및 물성의 영향을 조사하였다. 사용한 유기화 점토 중에서는 벤젠기를 지닌 몬모릴로나이트가 폴리스티렌에 우수한 분산 효과를 나타내었다 유기화 점토를 첨가한 경우 X선 회절 분석에서 층간삽입된 피이크를 관찰할 수 있었으나, 고무의 농도가 증가할수록 낮은 각도쪽으로 이동하는 것으로 보아 유기화 점토는 고무에 더 좋은 분산성을 보이는 것으로 파악된다. 분산상인 고무 입자는 점토를 첨가할수록 평균 입자경이 커지며 넓은 입도 분포를 나타내었는데, 이는 점토 첨가에 의해 폴리스티렌 상에 대한 고무 상의 점도비가 더욱 증가하여 평균 입자가 커졌으며 분산계가 불안정해져 넓은 입도 분포를 갖는 것으로 추정된다. 열중량 분석의 결과 나노복합체는 향상된 열적 물성을 보여주었고, 유변 물성을 측정한 결과 점토가 첨가됨에 따라 재료의 복소 점도 및 저장 탄성률은 향상되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제49권1호
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• pp.43-52
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• 2014

브롬화 이소부틸 이소프렌 (BIIR) 고무의 점착성에 미치는 나노점토(Cloisite 20A)의 영향을 조사하였다. 고무내 나노점토의 분산성은 SEM, TEM, XRD으로 분석하였다. 나노점토 충전 및 미충전 고무의 열적안정성은 TGA로 분석하였으며, 충전고무에서 열적안정성을 보였다. 또한 나노점토를 첨가하면 보강효과에 의해 고무의 강도가 증가하였다. 나노점토 첨가로 계면간 분자확산 정도는 감소할 것으로 판단되었지만, 본 연구에서 관찰된 분자확산에 의해 형성된 계면의 두께는 분자사슬간 엄킴현상을 유발하는데 충분하여 계면점착력이 증가하는 것으로 나타났다. 계면점착력 증가현상은 일정한 이상 (8 phr)의 나노점토가 첨가되었을 때 나타났다. 나노점토 첨가에 따른 표면특성의 변화를 조사하기 위해 접촉각 측정을 하였는데 큰 변화는 관찰되지 않았다.

• Elastomers and Composites
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• 제41권4호
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• pp.252-259
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• 2006

천연고무(NR) 라텍스의 원심분리 농축과정의 부산물인 고농도 단백질 함유 스킴 천연고무라텍스(SNRL)를 이용한 고무/점토 나노복합체의 새로운 제조방법을 제시하였다. SNRL과 26% 아크릴로니트릴 함량의 NBR 라텍스의 혼합물에 수분산 유기화 점토(OC)를 첨가하여 혼합하고, 건조 후에 밀혼합과 가황공정을 거쳐 NR/아크릴로니트릴 부타디엔 고무(NBR) 나노복합체를 제조하였다. X-선 회절(XRD) 연구를 통하여 제조된 NR/NBR 블렌드 나노복합체는 층간 삽입이 높은 삽입형과 일부 박리형을 나타내는 것으로 밝혀졌고, 특히 NBR 상이 많은 블렌드에서 그 효과는 더 크게 나타났다. 동적기계적 거동 분석결과 NBR 상이 높은 블렌드가 상용성이 더 높은 것으로 나타났다. NR/NBR 25/75 블렌드가 가장 우수한 기계적 강도를 나타내었다.

• 타이어
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• 통권14호
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• pp.26-30
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• 1968

본장에서는 전호에서 논술한 Carbon black을 제외한 각종 고무용보강제, 무기보진제 및 착색제를 해설키로 한다. 논제에서는 세가지 배합제로 분류하였으나 편의상 이들 세가지 배하제를 보진제란 한 어휘로 표현하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권2호
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• pp.112-118
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• 2005

실란 커플링제가 카본블랙과 점토로 보강된 천연 고무 가황물의 회복 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfide (TESPT)를 실란 커플링제로 사용하였다. 실란 커플링제가 함유된 가황물은 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물에 비해 전반적으로 빠른 회복 거동을 보였다. 그러나, 점토 함량이 높은 가황물의 경우 $-20^{\circ}C$보다 낮은 온도에서는 실란 커플링제가 함유된 가황물이 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물에 비해 느리게 회복되었다. 실란 커플링제가 함유된 가황물과 실란 커플링제가 함유되지 않은 가황물의 회복량 차이는 점토 함량이 증가할수록 감소하였다. 실험 결과는 가교 밀도, 모둘러스, 그리고 결합 고무량으로 설명하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1199-1203
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• 2011

실리게이트의 층간에 나노충진제를 삽입하여 합성한 고무-점토 나노복합체에 대해 $70-100^{\circ}C$의 고온상태에서 정적 및 동적시험을 수행하여 기존 고무소재보다 기계적 물성이 우수함을 확인하였다. 또한, 본 연구에서는 부품의 취약부위에서 발생하는 최대 그린-라그랑지 변형률을 피로손상변수로 하여 설계 초기단계에서도 짧은 기간에 고무부품의 피로수명을 예측할 수 있는 방법을 개발하여 피로내구성을 평가한 결과, 실제 엔진마운트에 대한 피로시험을 통해 얻어진 피로수명과 예측수명이 비교적 정확하게 예측됨을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제52권2호
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• pp.114-130
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• 2017

여러 종류의 고무 제품을 가정과 산업 현장에서 오래전부터 사용하여 왔기 때문에 고무 제품의 기능을 당연시하나, 고무만의 독특한 점탄성 기능에 근거한 충격 흡수 기능과 수축과 변형 능력을 다른 재료에서 찾기 어려워 고무 제품의 활용 분야가 점차 더 넓어지고 있다. 고무 제품의 사용 여건이 다양해지고 기능을 제고해야 할 필요성이 높아지면서 고무 물성을 보강하는 충전제가 고무 제품의 기계적 물성 제고뿐 아니라 고무 제품의 특수 기능을 보장하고, 생산성을 높이며, 수명을 늘리는 첨가제로서 더욱 중요해졌다. 충전제에 의한 고무의 물성 보강은 고무와 충전제의 종류, 첨가량과 가황반응 등 제조 방법과 조건에 따라 크게 달라져서 보강 효과를 간단하게 설명하기 어렵다. 지금까지 제안된 보강 기구와 보강 효과를 종합한다. 1) 고무 사슬과 충전제 사이에 친화력이나 수소결합에 의한 이음, 고무 사슬과 충전제 알갱이 사이의 화학결합, 또는 충전제 알갱이 표면이나 알갱이 사이에 고정된 이음끈 등에 의해 고무 사슬이 충전제 표면에 고정(immobilized)되고, 2) 고정된 고무 사슬이나 이음 구조, 또는 화학결합을 중심으로 고무 사슬들이 서로 얽히면서 고무 사슬의 움직임이나 변형이 제한되어 보강 효과가 나타난다. 3) 충전제 첨가량이 많으면 충전제 알갱이끼리 또는 충전제 알갱이-고무 사슬이 이어지면서 만드는 이음 구조도 고무 사슬의 움직임과 변형을 억제하여 보강 효과를 증진시킨다. 4) 충전제와 고무 사슬의 접근과 주변 고무 사슬의 얽힘으로 생성된 충전제-고무 결합체가 고무 물성을 보강하고 에너지 분산을 촉진하며 변화에 대한 저항을 증폭시켜 보강 효과를 증진한다. 5) 충전제 알갱이가 나노 크기로 아주 작아서 고무 사슬과 접촉할 수 있는 면적이 넓어져 고무-충전제 결합체가 많이 생성되고, 고무 사슬이 얽힐 수 있는 이음끈이 많으면 충전제 표면에서 고무 사슬의 농도가 높아져 보강 효과가 커진다. 종래에는 고무의 물성 보강은 인장성질과 내마모성의 증진에 초점이 맞추어져 있었지만, 사용 목적과 사회적 요구에 따라 보강 대상이 달라지고 있다. 승용차용 타이어에서 트레드 고무의 접지력과 구름저항을 동시 개선하기 위한 보강용 충전제로 실리카를 사용한다. 충전제가 단순 기능 보강에서 특수 기능의 보강으로 사용 목적이 다양해지면서, 충전제는 이제 고무 제품의 단순한 첨가제 수준을 넘어서 고무 제품의 용도를 넓히고 기능을 높이는 필수적인 물질로 발전하고 있다. 카본블랙과 실리카 등 전통적인 충전제 외에 탄소나노튜브나 그래핀 등의 새로운 충전제의 활용, 표면처리와 화학적 가공으로 판상 점토의 보강 기능 제고, 고무 내에서 충전제의 상태와 이들의 보강 기능에 대한 연구가 더욱 활발해지리라 전망한다.

• 광물과산업
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• 제29권
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• pp.1-17
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• 2016

점토광물은 자연 산출되는 광물로써 양이 풍부하고 가격이 저렴하여 여러 가지 산업자원으로써 오래전부터 다양하게 활용되어 왔다. 전통적인 주요 활용분야로는 제지 및 코팅 산업의 충진제, 내화재, 세라믹, 유리섬유, 시멘트 등에 90% 이상이 사용되어왔다. 최근에야 고무, 플라스틱 및 페인트의 물성 강화용 충진제로, 넓은 표면적을 활용한 촉매제로 일부 사용되고 있지만 대부분 판상용 점토광물을 대상으로 하고 있다. 고령토가 국내 생산 주요 품목에 들어가지만 그 비중은 2014년 기준 1.9%로 낮으며, 그나마 자급율도 77% 수준이라 수입에 의존하고 있다. 생산되는 고령토의 양이 매년 감소하고 있는 추세이며, 2014년 기준 고품질인 Wa와 Wb의 생산량이 각각 600 톤과 227 톤으로 미미한 수준이며 P급이 4.1만 톤 수준이라 부가가치가 매우 낮은 상품 중의 하나로 보인다. 다행히 우리나라에서 생산되는 고령토의 많은 부분이 할로이사이트 계열 고령토이고, 할로이사이트의 독특한 나노튜브 형태는 신소재 개발과 더불어 부가가치가 높은 새로운 활용분야를 개척하기 아주 적절한 광물이어서 그 특성과 산업적 활용 특성을 중심으로 최신 연구동향과 활용분야를 소개하고자 한다.

• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.31-37
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• 2008

유기화 처리된 MMT를 함유한 에폭시 나노복합체에 CTBN 고무를 도입하여 각종 물성의 변화를 조사하고 유기화 처리되지 않은 Na-MMT 나노복합체에 대한 CTBN 고무의 강인화 효과와 서로 비교하였다. 유기화 처리된 MMT가 도입된 CTBN 강인화 나노복합체의 경우 인장강도 및 강인성이 MMT 함량에 따라 향상되는 반면, Na-MMT가 도입된 경우 함량에 따라 강인성은 크게 증가하나 인장강도는 감소하는 것으로 확인되었다. 시편의 파단면의 표면 모폴로지를 통해 CTBN 강인화 에폭시 나노복합체는 MMT의 도입에 의해 충격에 대한 에너지 소산효과가 발현됨으로써 보다 우수한 물성을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.24-32
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• 2021

미연 탄소(unburned carbon, UC)는 대두유를 포수제로 사용하여 부유선별공정을 통해 최대 85.8 wt%까지 비산재로부터 성공적으로 회수되었다. CM (ceramic microsphere)은 부유선별공정 다음 공정인 하이드로 사이클론 분리공정으로부터 18 wt%의 수율을 얻을 수 있었고 회수한 UC와 CM을 각각 고무증량재와 플라스틱(polypropylene) 충진재의 대체재로 사용하여 산업재로 활용 가능성을 조사하였다. 입자가 큰 UC는 볼밀을 사용하여 평균입경 10.2 ㎛로 작게 분쇄하였다. 분쇄된 UC를 점토 대신에 고무증량재로 사용하였을 때 인장강도와 신율이 다소 낮게 나와 고무제품의 표준조건을 만족시키지는 못하였다. 따라서 표준조건을 충족시키기 위해 UC는 고무와 보다 긴밀한 결합이 필요하였고, 이를 위한 표면 에너지를 향상시키는 추가적인 처리가 필요하였다. CM은 평균입경이 5 ㎛의 구형입자로 관찰되었으며, 입자의 표면을 페놀수지, 폴리올, 스테아린산, 올레인산으로 개질하였다. 표면 개질된 CM은 PP (polypropylene) 충진재로 사용되었다. 표면 개질된 CM을 사용한 제품은 흐름성은 양호하였으나 결합력 부족으로 충격강도 및 굴곡강도는 향상되지 못하였다. 그러나 표면 개질된 CM에 유기물과 무기물의 대표적 컬플링제인 실란 1 wt%을 추가적으로 혼합함으로써 충격강도 및 굴곡강도가 크게 향상되는 효과를 얻을 수 있었다.