• Elastomers and Composites
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• 제49권3호
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• pp.181-190
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• 2014

유기과산화물 개시제를 사용하여 ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM)에 단량체 itaconic acid (IA)를 용융 그라프트시켜 그라프트 중합물 EPDM-g-IA을 얻었다. 이 과정에서 효율적인 그라프트 율과 인장강도 특성이 우수한 그라프트 중합물을 얻기 위한 최적의 반응조건과 단량체 및 개시제 농도를 구하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 그라프트 온도 및 시간 등의 반응조건, 개시제 종류 및 함량, 모노머 함량이 EPDM-g-IA의 그라프트 율, 그라프트 효율, 용융흐름지수(MI) 및 겔 함량 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 개시제 중에서 2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butyl peroxy)-hexane (T-101)가 가장 우수한 그라프트 정도 (1.91 %)를 나타내었으며, IA와 T-101의 함량이 증가함에 따라 그라프트 율은 증가하였다. 또한 그라프트 율은 반응(혼합)온도 및 반응시간이 증가함에 따라 역시 증가하다가 특정 온도/시간 이상에서는 안정화 혹은 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과들로부터 최적의 단량체와 개시제 농도는 5wt%와 0.05 wt%이었으며, 최적의 반응온도와 시간은 $160^{\circ}C$와 15분인 것을 알 수 있었다. 이타콘산 그라프트 EPDM은 미반응 EPDM에 비해 인장강도 등의 기계적 물성이 증가함을 확인할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.225-231
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• 2013

본 연구에서는 carboxylated SBR latex와 zinc oxide가 SBS 복합재의 내마모성과 debris 특성 개선에 미치는 영향을 관찰하였다. 실리카를 첨가한 SBS 복합재는 실리카 입자간의 수소 결합에 의한 강한 filler-filler interaction으로 인한 낮은 분산성 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 전체적으로 감소하는 것으로 나타났다. carboxylated SBR latex를 첨가한 SBS 복합재는 carboxyl group과 실리카의 silanol group간의 결합을 통하여 filler-filler interaction이 감소하고 실리카의 분산성이 증가하기 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 향상되는 것을 확인 하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 동시에 첨가한 경우, carboxyl group에 의한 실리카의 분산성 향상과 더불어 zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성을 통하여 물성이 크게 증가하였다. Zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성은 $1550{\sim}1650cm^{-1}$의 zinc carboxylate group stretch 피크의 FT-IR 분석 결과로 확인하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 첨가한(SC-4) 복합재의 경우, 인장강도 $156kgf/cm^2$, 신장율 936%, 인열강도 59.4kgf/cm의 우수한 기계적 강도를 나타내었으며, NBS 내마모성은 338%로 가장 우수한 특성을 나타내었다. 또한, 표면 마찰 시에 debris 발생 역시 크게 감소하며, 표면 마찰 저항의 증가로 파도 형태의 마모 특성을 나타내었다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.216-220
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• 2013

본 연구에서는 목분-고분자 복합체(Wood Flour-Polymer Composite, WPC)의 상분리 특성을 조사하고 이를 토대로 목분함량에 따른 WPC의 기계적 물성 변화에 관한 원인을 규명하였다. 이를 위해 고분자 매트릭스로 폴리프로필렌을 사용하여 서로 다른 함량의 목분을 갖는 시편을 제조하였다. 서로 다른 목분 함량을 갖는 시편들의 DSC thermogram으로부터 목분 함량에 따른 고분자 PP의 결정화 경향과 $T_m$ 경향을 분석하였다. 목분 함량이 증가함에 따라 고분자 PP의 결정량 및 $T_m$값 모두 감소하다 다시 증가하는 결과를 나타내었다. 이로부터 낮은 목분 함량에서는 목분이 매트릭스인 고분자 내에 분산되어 있으나 일정 목분 함량이상에서는 WPC의 매트릭스인 PP와 목분사이에 상분리가 일어남을 확인할 수 있었다. 한편, WPC 시편의 인장강도는 목분 함량이 증가할수록 감소하는 결과를 나타내었다. 낮은 목분 함량에서는 고분자에 분산된 목분과 고분자 사이에서의 낮은 계면 결합력과 시편내에서 강도를 높이는 역할을 하는 결정량의 감소가, 높은 목분 함량에서는 PP와 목분사이에서의 상분리로 인한 계면 결함이 WPC 시편의 인장강도를 목분함량 증가에 따라 지속적으로 감소시키는 원인이 되는 것으로 파악되었다. WPC 시편의 충격강도는 목분 함량이 증가함에 따라 증가하다가 목분 함량이 20%인 경우 최고값을 나타내며, 그 이후 다시 감소하는 경향을 나타내었는데, 낮은 목분 함량에서는 목분 함량이 증가할수록 시편의 결정량이 감소하므로 시편의 취성 감소에 의해 충격강도가 향상되나, 높은 목분 함량에서는 고분자 매트릭스와 목분 사이의 상분리로 인해 다시 충격강도가 저하되기 때문인 것으로 판단된다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권3호
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• pp.201-208
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• 2013

본 연구는 황과 가교 촉진제의 함량이 달리 적용된 acrylonitrile styrene-butadiene rubber (AN-SBR)/silica 컴파운드가 타이어 트레드 컴파운드의 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 실험 결과, 가교제 및 가교촉진제의 함량이 증가할수록 가교 반응성이 증대되어 가교속도 및 컴파운드의 가교도가 상승하였다. 또한 내마모 특성 뿐만 아니라 경도, 모듈러스와 같은 컴파운드의 기계적 특성은 높은 가교도에 기인하여 향상되었다. 동적 점탄 특성에서는 가교도의 증가와 함께 유리전이온도 ($T_g$)가 상승하여 $0^{\circ}C$ 영역에서의 tan ${\delta}$ 값이 향상되었고, $60^{\circ}C$ 영역에서의 tan ${\delta}$ 값이 감소되었다. 초기 가교 속도 ($t_1$)는 $60^{\circ}C$의 tan ${\delta}$ 값과 선형적인 관계를 나타내었다. 이는 가교제의 증량으로 초기 가교 속도 ($t_1$)가 빨라져 조기에 가교가 시작됨으로써 filler network 의 발달을 억제시킨 결과에 따른 것으로 판단된다. 이러한 결과는 AFM (atomic force microscopy)을 통하여 열처리된 컴파운드의 표면 관찰에서도 확인할 수 있었다. 따라서, 빠른 초기 가황 반응에 기인한 실리카의 re-agglomeration 감소는 $60^{\circ}C$에서의 tan ${\delta}$를 결정하는 매우 중요한 변수임을 알 수 있다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권3호
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• pp.166-173
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• 2005

본 논문에서는 세가지 종류의 경화제 (D-230, G-5022 및 HN-2200)를 사용하여 열화가 에폭시 접착제의 질량변화 및 흡수량에 미치는 영향을 고찰하였다. 경화된 시편의 열적 및 기계적 특성은 유리전이온도와 전단강도 측정을 통하여 알아보았다. 실험 결과, D-230와 HN-2200를 경화제로 사용하였을 경우 열화 시간이 시스템의 질량 변화에 영향을 주지 않았으며, G-5022를 경화제로 사용하였을 경우 시스템의 질량은 열화 시간에 따라 현저하게 감소하였다. 열화 이전의 DGEBA/G-5022 시편을 제외하고 모든 시편의 흡수량은 시간에 따라 점차 증가하였다. 또한, DGEBA/HN-2200 시스템이 제일 높은 $T_g$ 값을 나타내었으며, 이는 경화된 시스템이 지방족 고리를 함유한 3차원 네트워크 구조를 형성한 것으로 판단된다. 에폭시 수지의 접착강토는 열화 시간에 따라 점차 증가하였으며, 이는 에폭시 수지의 경화도 증가와 보다 발달된 3차원 네트워크 구조의 형성에 기인한다. 또한, 내수 실험 후 열화 전후의 모든 시편의 유리전 이온도와 전단접착강도는 흡수시간에 따라 감소하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제40권3호
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• pp.188-195
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• 2005

본 연구에서는 카본 블랙을 오존 처리 후, 표면의 물리 화학적 변화와 표면 작용기 변화를 조사하였다. 표면의 물리 화학적 변화는 원소 분석, PH, tint strength, DBP, $N_2SA$, IA를 통하여 분석하였고, 표면 작용기의 변화는 금속 수산화물과 표면의 산, 염기 반응을 통하여 조사하였다. 산화 전 후 입자의 구조, 크기, 표면적의 변화는 거의 없었으나, 오존 처리 시간이 길어짐에 따라 산소의 함량이 증가하고 그에 따라 pH는 감소하다가 정체되는 양상을 보였다. 금속 수산화물 $NaHCO_3,\;Na_2CO_3,\;NaOH,\;NaOC_2H_5$을 사용하여 표면의 카르복실기, 락톤기, 하이드록실기, 카르보닐기를 각각 정량하였다. 산화 전에는 소량의 카르보닐기만이 표면에 존재하는 것으로 측정되었으나, 오존처리 시간이 길어짐에 따라 카르복실기와 카르보닐기의 양이 서서히 증가하다가 포화 상태에 이르렀다. 락톤기와 하이드록실기는 산화 전 후 거의 표면에 존재하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과는 기존의 에틸렌과 오존 반응 메커니즘에 의해 알려진 실험 결과들과 유사하다. 오존 산화 후에 카본 블랙은 AIBN을 처리하면 무게가 증가하였으며 ESR 분석을 통한 자유 라디칼은 약간 감소하였다. 머캅토 작용기를 가진 유기 화합물과 반응시킨 카본블랙은 자유 라디칼의 피크가 거의 다 감소하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.237-244
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• 2011

비보강, 카본블랙, 카본블랙과 실란커플링제, 실리카, 실리카와 실란커플링제 등 5가지의 다른 충전 시스템을 갖는 NR 복합체를 열노화시켰으며, 가속 열노화에 의한 가교밀도 변화를 연구하였다. 가교밀도는 충전 시스템과 관계없이 노화 시간이 경과함에 따라 증가하였다. 노화 온도가 높아질수록 가교밀도는 눈에 띄게 변하였다. 카본블랙으 로 보강된 NR 복합체의 경우, 실란커플링제는 가교밀도를 증가시켰다. 하지만 실리카로 보강된 NR 복합체의 경우에는 $60^{\circ}C$와 $70^{\circ}C$ 노화에서는 가교밀도 증가분이 감소하였으며, $80^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$에서는 거의 영향을 주지 않았다. 카본블랙으로 보강된 NR 복합체의 가교밀도 변화에 대한 활성화 에너지는 로그 함수 형태로 지속적으로 증가한 반면, 실리카로 보강된 NR 복합체의 경우에는 노화 시간 30-150일 구간에서는 거의 변화가 없었다. 비보강 시험편의 활성화 에너지 는 노화 시간에 따라 지수 함수 형태로 증가하였다. 실험 결과는 실란커플링제로부터의 황 제공, 실란커플링제에 의한 충전제의 표면 개질, 실리카 표면에서의 가교제 잔류물의 흡착, 그리고 흡착된 가교제 잔류물의 방출 등으로 설명하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제21권1호
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• pp.13-19
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• 1986

최근(最近)에 와서는 황(黃)에 의(依)한 고무의 가황반응(加黃反應)이 발열반응(發熱反應)이라는데 주안점(主眼點)을 두어 근래(近來) 고분자화학(高分子化學) 분야(分野)에서 그 활용도(活用度)가 높은 열분석기(熱分析機) (특(特)히 DSC, DTA)가 가황발열현상연구(加黃發熱現象硏究)에 많이 이용(利用)되고 있다. 그러나 고무의 가황반응(加黃反應)을 속도론적(速度論的)으로 연구하여 이론적(理論的) 기초(基礎)를 확립(確立)하여 두는 것이 필요(必要)하다는 것은 여러 학자(學者)들이 전(前)부터 느껴왔으나 고무탄성체(彈性體)는 한번 가황(加黃)되면 일반적(一般的)인 용매(溶媒)에 의(依)한 용해(溶解)가 어렵기 때문에 반응물(反應物)(황, 가황촉진제(黃, 加黃促進劑))이나 생성물(生成物)의 농도측정(濃度測定)에 의(依)한 가황반응(加黃反應)의 속도론적(速度論的) 연구(硏究)가 어려웠다. 그래서 본(本) 연구(硏究)에서는 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 이용(利用)하여 얻은 천연(天然)고무의 가황발열(加黃發熱) thermogram을 Borchardt-Daniel이 제안한 방법으로 분석(分析)하여 kinetic data(즉, rate constant k, frequency factor ko, Activation Energy Ea)를 얻었다. 또한 이 kinetic data가 가황촉진제의 종류(種類)에 따라 어떻게 달라지는지, 실제공정(實際工程)에서 적정가황시간(適正加黃時間), 온도(溫度), 가황촉진제(加黃促進劑)의 종류(種類), 배합량(配合量) 결정(決定)에 활용(活用)할 수 있는 방안(方案)에 대(對)해서도 관심을 두고 검토(檢討)하였다. 한편 DSC에 의(依)한 방법(方法)의 신뢰도를 검토하기 위하여 DSC용(用)으로 쓰여진 것과 동일(同一)한 시료를 사용하여 Oscillating Disk Rheometer에 의한 Cure Curve를 얻고 이 Cure Curve를 분석(分析)하여 얻은 kinetic data를 앞서 구한 data와 비교검토(比較檢討)하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제14권3호
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• pp.161-168
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• 1979

이 논문(論文)의 목적(目的)은 열적안정성(熱的安定性) 및 내노화성면(耐老化性面)에 있어서 디엔제3성분단위체(第三成分單位體)(diene termonomer)의 각각(各各)의 종류(種類)가 EPDM의 중합체(重合體)의 성질(性質)에 미치는 효과(效果)를 구명(究明)하는데 있다. 제3성분단위체(第三成分單位體) 5종(種)으로 각각(各各) 다음과 같다. 즉, ethylidene norbonene(ENB), butadiene(BD), dicyclopentadiene(DCPD), methyltetrahydroindene (MTHI) 및 1,4-hexadiene(HD)이다. 이들을 써서 만든 각각(各各)의 EPDM은 동(同)몰의 불포화도(不飽和度)로 만들어졌다. 또한 가황계(加黃系)는 동일(同一)한 황/촉진제계(黃/促進劑系)를 사용(使用)하였다. ENB-EPDM이 순(純)고무배합체(配合體) 및 충전제함유배합체(充塡劑含有配合體)의 가황(加黃)에 있어서 모두 함께 가장 빠른 가황속도(加黃速度)를 보였다. HD-EPDM은 순(純)고무배합체(配合體)에서 가황속도(加黃速度)가 가장느렸으나 충전제함유배합물(充塡劑含有配合物)에서는 DCPD-EPDM보다는 발랐다. BD-EPDM을 제외(除外)한 이들 중합체(重合禮)는 거의 같은 초기가교밀도(初期架橋密度)를 갖는다. 가교밀도(架橋密度) 및 가교형(架橋型)을 분석(分析)하여 보면 BD-EPDM 쇄(鎖)에서 부타디엔 단위(單位)는 블럭을 이루고 있다. 또한 HD-EPDM은 순(純)고무가황체(加黃體) 및 충전제배합가황체(充塡劑配合加黃體)에 있어서 원가교결합(原架橋結合)의 50%가 monosulfide의 구조(構造)를 가지고있다. 이외(外)의 4종(四種)의 EPDM 폴리머는 보다 낮은 monosulfide구조를 가진다. $177^{\circ}C(350^{\circ}F)$의 노화온도(老化溫度)에서 ENB 및 HD폴리머는 약(約) 65% monosulfide 가교(架橋) 및 거의 동일(同一)한 파괴에너지값$(E_b)$을 가진다. 그러나 1,4HD의 원가교(原架橋)의 monosulfide 구조함량(含量)이 보다 높다고 해서 그의 내노화성(耐老化性)이 다른 폴리머보다 더 좋다고는 생각되지 않는다. DCPD는 $177^{\circ}C(350^{\circ}F)$의 노화온도(老化溫度)에서 똑같은 monosulfide가교(架橋)를 가지나 노화온도(老化溫度)가 $259^{\circ}C(500^{\circ}F)$로 높아짐에 따라 monosulfide 함량(含量)도 증가(增加)한다. $550^{\circ}F(287.7^{\circ}C)$의 노화온도(老化溫度)에서는 EPDM폴리머의 모든 가교(架橋)가 monosulfide구조가 되나 전가교밀도(全架橋密度) 및 $E_b$ (신장률(伸長率), 절단시(切斷時)의)는 대단(大端)히 낮은 것으로 나타나는데 이것은 산화(酸化)에 의한 노화(劣化)에 기인(基因)되는 것으로 보인다. 질소기류(窒素氣流)속에서의 TGA의 분석결과(分析結果)를 보면 EPDM 가황체(加黃體)는 $800\sim935^{\circ}F(427\sim502^{\circ}C)$의 온도범위(溫度範圍)에서 분해(分解)되며 공기중(空氣中)에서는 $750\sim935^{\circ}F$ 범위(範圍)에서 분해(分解)한다.

• 폴리머
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• 제38권3호
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• pp.333-337
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• 2014

PVC 재질로 만들어진 기존의 수액백과 튜브는 가소제인 DEHP(diethylhexyl phthalate)를 함유하고 있어 정맥 주사 시에 가소제의 용출과 약물 흡착이라는 심각한 취약점을 내재하고 있다. 본 연구에서는 폴리올레핀 재질로 만들어진 non-PVC 수액튜브(가소제 미포함)를 개발하고, 이들 튜브 내면에서의 약물 흡착 거동을 기존의 PVC 및 PU 재질의 수액 튜브와 비교 검토하므로써, 수액 주사 시 약물 흡착으로 인한 약효 감소 효과를 최소화 가능한 방안을 도출하고자 한다. 4가지의 non-PVC 수액튜브는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), syndiotactic 1,2-폴리부타 다이엔(PB)과 스타이렌-에틸렌(SE)의 공중합 탄성체를 사용하여 압출하여 제조하였으며, 이들은 기존의 PVC 수액튜브의 기계적 특성과 동등한 물성을 나타내었다. 아울러 제조된 폴리올레핀 재질의 4가지 수액튜브들은 기존의 PVC 및 PU 재질의 수액튜브 대비 우수한 약물흡착 방지 효과를 나타내었다. 따라서 이들은 약물흡착 방지용 수액튜브뿐 아니라 DEHP의 용출 위험이 배제된 안전한 수액튜브로서 임상 적용 가능할 것이다.