• 폴리머
• /
• 제29권2호
• /
• pp.151-155
• /
• 2005

카본블랙의 산-염기 표면처리에 따른 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성에 대해 고찰하였다. 산-염기 표면처리에 의한 카본블랙 표면특성은 pH,표면 산${\cdot}$염기도와 표면자유에너지를 통해 알아보았으며, 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성은 가교밀도$(V_e)$와 인열에너지(T) 등을 통해 살펴보았다. 카본블랙을 산성용액으로 처리한 경우는 표면자유에너지의 극성 요소$({\gamma}s^{sp})$증가로, 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성이 감소하였다. 반면에, 염기성 용액으로 처리한 경우는 산성 용액으로 처리한 경우 또는 표면처리를 시행하지 않은 경우보다 표면자유에너지의 비극성 요소$({\gamma}s^L)$ 증가와 충전제-고무의 상호작용 증가로 인하여 카본블랙/EPDM 복합재료의 가교밀도와 기계적 물성이 증가하였다. 이를 통해 산-염기 표면처리에 의한 카본블랙의 표면특성이 고무 매트릭스 복합재료의 물리적 거동에 중요한 인자로 작용함을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제16권2호
• /
• pp.48-53
• /
• 2003

본 논문에서는 카본 블랙의 함유율에 따른 유리섬유/에폭시 직조 복합재료 적층판의 유전율에 대한 실험 및 예측방법에 대한 연구를 수행하였다. 유전율 측정은 5 GHz∼18 GHz의 주파수 영역에서 수행하였으며, 복합재료의 유전율은 카본 블랙의 함유율과 주파수의 함수로 얻을 수 있었다. 카본 블랙의 함유율에 따른 복합재료의 유전율을 모사하는 혼합법칙을 얻기 위한 새로운 방법이 제시되었으며. 이 방법에서는 실험적으로 얻기 어려운 카본 블랙 자체의 유전율도 얻을 수 있다. 혼합법칙으로 계산된 복합재료 유전율 결과는 실험적으로 얻은 유전율을 비교적 잘 모사하는 결과를 얻을 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제16권3호
• /
• pp.49-57
• /
• 2003

본 연구에서는 항공기 구조재로 활용되고 있는 카본/에폭시 복합재료와 기체 외부 열차단용 소재로 추천되고 있는 실리카/페놀 및 카본/페놀 복합재료 2종에 대하여 고온 환경하에서 인장시험을 행하였다. 고온용 스트레인게이지를 응용하여 각각의 복합재료에 대한 온도변화에 따른 인장강도, 탄성계수, 프와송비 같은 기계적 물성치를 도출하였으며, 복합재료 방향성에 따른 기계적 물성 및 인장 거동을 강화재 종류별로 비교 고찰하였다. 본 연구결과를 통하여 획득된 기초자료들은 항공기 구조재 및 열차단용 내열재료를 이용한 복합 구조재의 설계 및 해석에 응용되었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제35권2호
• /
• pp.122-131
• /
• 2000

본 연구에서는 화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 구조 변화가 카본블랙/고무 복합재료의 경화거동 및 tearing energy ($G_T$)에 어떠한 영향을 주는가에 대하여 관찰하였다. 실험적 결과를 통하여, 극성 및 무극성 용액으로 화학적 표면 처리한 카본블랙은 극성 또는 무극성 관능기의 발달로 카본블랙의 물리적 구조의 변화를 가져 왔다. Kissinger 식으로부터 얻은 카본블랙/고무 복합재료의 경화 거동은 경화 활성화 에너지 (cure activation energy, Ea)와 진동 인자 (frequency factor, A)가 분산력이 좋은 시편에서 감소하여 결과적으로 높은 반응성을 나타내는 것을 볼 수 있었다. 한편, 염기성 용액으로 처리한 BCB와 무극성 용액으로 표면 처리한 NCB는 충전재로 사용된 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성 중 tearing energy를 증가시켰다. 이러한 결과는 분산력 또는 agglomerate의 발달, 표면 관능기, 기공 부피 (void volume), 그리고 카본블랙/고무 복합재료의 가교밀도 (cross-linking density)등으로 설명될 수 있었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.118-123
• /
• 1999

저밀도 폐놀계 탄소/탄소 복합재의 층간전단강도를 개선하기 위해 흑연분말, 카본블랙, 카본매트, 단섬유 등의 첨가제를 사용하였다. 카본매트와 단섬유를 첨가한 경우, 수지의 부족에 의한 층간접착력의 약화를 가져왔으며, 카본블랙을 첨가한 경우에도 큰 효과를 나타내지 못했다. 흑연을 첨가했을 때 약 30%의 층간강도 개선을 가져왔으며 특히 9 vol.%의 첨가량에 대해서 가장 큰 효과를 보였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
• /
• 한국섬유공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.320-323
• /
• 2001

일반적으로 고분자 재료는 그 자체로는 전기가 통하지 않는 전기절연체이나 여기에 카본블랙, 카본파이버, 금속분말 등 전도성을 가지는 입자들을 가지고 도핑할 경우 전기가 통하는 반도체 특성을 지니는 재료로 변화를 한다. 특히, 전기ㆍ전자재료 분야에서 이러한 특성을 이용한 재료 중 하나인 PTC 소자는 나노 크기를 가지는 카본 블랙과 고분자 재료의 복합화를 바탕으로 하여 과전류에 의한 발열의 감지 및 전류를 차단함으로서 회로를 보호하는 소자를 말하는 것으로서 현재 그 수요량이 급격히 증대하고 있는 기능성 재료중 하나이다. (중략)

• Elastomers and Composites
• /
• 제33권5호
• /
• pp.355-362
• /
• 1998

전도성 충전제인 카본블랙이 미치는 영향을 올바로 이해하므로서 전도성 카본블랙을 충전하여 도전성 고분자 복합재료를 제조하고자 하였다. 고분자 수지로 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), PC(Polycabonate), PC/ABS 를 사용하여 전도성 카본블랙 3종류를 사용하여 비교하였다. 실험결과 섬유사슬모양의 전도성 카본블랙을 충전한 PC는 상당히 가능성을 보였다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제37권2호
• /
• pp.99-106
• /
• 2002

본 연구에서는 산소 플라즈마 처리에 의한 카본블랙의 표면특성과 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 계면물성에 대하여 고찰하였다. 산소플라즈마의 산화반응에 의한 카본블랙 표면특성은 표면산도-염기도와 제타전위, 그리고 X-ray photo-electron spectroscopy (XPS)를 통하여 알아보았으며 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 물성은 인열에너지 ($G_{III}c$)를 측정하여 관찰하였다. 본 실험결과로부터 플라즈마 처리에 의해 카본블랙 표면에 카르복시기, 하이드록시기, 락톤, 카르보닐기와 같은 산소를 함유하는 극성관능기들이 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 카본블랙 표면에 산소를 함유한 관능기와 극성고무인 NBR과 높은 상호작용으로 인해 카본블랙과 고무사이의 계면 결합력이 증가하여 카본블랙/고무 복합재료의 기계적 계면물성인 tearing energy가 증가한 것을 확인할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제35권2호
• /
• pp.98-105
• /
• 2000

화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 표면 관능기와 표면 자유에너지를 FT-IR과 접촉각 측정법을 이용하여 각각 관찰하였다. 산성과 염기성 용액으로 표면 처리한 카본블랙을 분석한 결과, 표면 관능기가 표면 자유에너지의 극성요소에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 반면에 무극성 용액으로 표면처리한 NCB와 염기성 용액으로 처리한 BCB의 경우 표면 자유에너지의 London 비극성 요소의 증가를 보이며 이에 따라 카본블랙/고무 복합재료의 경도, 파단신율, 그리고 인장강도와 같은 기계적 물성이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 특히, 접촉각 측정을 통해 얻은 표면 자유에너지의 London 비극성 요소가 복합재료의 인장강도와 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 이는 카본블랙의 London 비극성 요소가 카본블랙/고무 복합재료의 기본적인 기계적 물성에 크게 기여한다고 사료된다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제38권2호
• /
• pp.139-146
• /
• 2003

본 연구에서는, 오존 처리에 의한 카본블랙의 표면특성을 X-ray photo-electron spectroscopy (XPS)와 접촉각을 통하여 알아보았으며, 카본블랙/acrylonitrile butadiene rubber (NBR) 복합재료의 기계적 물성은 가교밀도와 인열 에너지 ($G_{IIIC}$)를 측정하여 관찰하였다. 본 실험결과, 오존 처리에 의해 카본블랙 표면에 도입된 산소를 함유한 관능기가 카본블랙의 표면자유에너지를 증가시켰으며, 결과적으로 고무 복합재료의 가교밀도와 인열 에너지가 향상되었다. 이러한 결과는 오존처리에 의해 카본블랙 표면에 도입된 산소를 함유한 관능기가 카본블랙과 고무사이의 계면 결합력을 증가시켜 고무 복합재료의 기계적 물성을 향상시킨 것을 확인할 수 있었다.