과산화물 가교제의 농도가 헬리콥터 연료탱크의 자기밀폐층 소재로 적용시키기 위한 천연고무 스폰지의 팽윤에 미치는 효과를 조사하였다. 천연고무 콤파운드를 Kneader와 Roll-Mill을 활용하여 제조하고, 고압조건의 프레스에서 부분 가교시킨 후 대기압의 금형에서 발포와 완전가교를 실시하였다. 얻어진 스폰지의 겉보기밀도를 측정하고 스폰지의 셀구조를 주사전자현미경을 통하여 관찰하였다. 톨루엔, 이소옥탄과 항공유를 사용하여 실온에서 팽윤실험을 실시하였다. 용매에 2분 동안 침적 후 얻어지는 부피팽윤비 값은 과산화물 농도가 감소함에 따라 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 스폰지의 겉보기밀도와 셀구조는 과산화물 함량에 매우 민감하였으며 이는 또한 천연고무 스폰지의 팽윤거동에 영향을 미쳤다. 천연고무 스폰지가 연료와 접촉하여 신속한 팽윤이 얻어지기 위하여 금형에서 동시에 발생하는 두 가지 반응인 발포제의 분해반응과 천연고무의 가교반응을 적절히 조절하는 것이 중요하다.
고분자물질의 유전특성은 고분자의 분자구조를 연구하는데 대단히 중요하다. 황가황에 의한 천연고무의 유전흡수특성을 25[$^{\circ}C$]의 온도에서 주파수영역 10[KHz]부터 32[KHz] 사이에서 연구하였는데, 결과로서 황 4phr 이하의 가황 천연고무에서는 계면분극과 쌍극자 분극에 의한 두종류의 유전손실이 나타났고 황 7phr 이상의 가황 천연고무에서는 쌍극자분극에 의한 손실만이 존재함을 확인하였다. 더욱이 황의 증가로 저주파수쪽으로 이동되는 유전 손실스펙트럼의 최대치 $tan{\delta}$는 황에 의해 변화되며 체적고유저항은 황의 첨가와는 무관하였고 그 크기는 $10^{7}{\sim}10^{11}[{\Omega}{\cdot}cm}]$이였다.
이 연구의 목적은 카본블랙이 충전된 천연고무에서 비 등방성 발생에 영향을 주는 인자를 조사하기 위함이다. 고분자 사슬의 방향성은 인장특성에 영향을 준다. Pre-strained 방향의 parallel 시편은 등방성 혹은 perpendicular 시편에 비하여 낮은 인장영역에서 낮은 강도를 보이지만 높은 신장영역에서 높은 강도를 보인다. 고 인장 영역에서 parallel한 천연고무 시편은 비결정성인 SBR에 비하여 높은 강도를 보여주고 있다. 이것은 parallel 시편의 방향성에 영향을 받는 것으로, 시편의 방향성은 2차 인장시 결정화를 위한 핵으로 작용하여 결정화도를 증가시키는 것으로 보인다.
지진격리장치로서 천연고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화에 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 천연고무받침에 대한 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 천연고무받침의 열 노화가 교량의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 그 결과 천연고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.
다양한 조건 하에서 고무판의 마찰계수를 폭정하기 위하여 수직하중, 미끄럼속도, 경도, 윤활 조건 및 고무판 두께 등을 변화시켜가면서 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 고무판의 재질은 천연고무이며, 상대 부품은 강구를 사용하였다. 수직하중과 미끄럼속도는 마찰계수에 현저한 영향을 미치지 않았으며, 고무판의 경도가 높아지고 고무판의 두께가 얇아질수록 마찰계수는 감소하였다. 무윤활 시 마찰계수는 큰 편차를 보였으나, 오일 윤활인 경우 다른 조건에 관계없이 안정된 값을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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