가황조건별 배합고무의 가교밀도와 고무보강성에 관한 연구

Studies on the Crosslinking Density and Reinforcement of Rubber Compounds by Cure System

본 연구의 목적은 카본블랙 첨가량 변화, 가황조건 및 가황시스템 변화에 따른 배합고무의 가교밀도 및 고무보강성을 조사하고자 하였다. 결합고무량은 배합고무중 카본블랙 체적비가 증가함에 따라 증가하였으나, 총가교밀도는 결합고무량 증가에 따라 감소하였다. 가황반응 속도상수는 가황온도 및 가황시스템에 따라 현저하게 변화하였으며, 특히 가황온도에 강한 의존성을 나타내었다. 가황반응의 활성화에너지는 카본블랙 첨가량이 많고 EC 가황시스템이 적용된 배합고무 또는 카본블랙 첨가량이 적고 CC 가황시스템이 적용된 배합고무에서 높게 나타났다. 가황된 배합고무중 가장 높은 총가교밀도는 카본블랙 첨가량이 적고 가황시스템중 CC 가황시스템이 적용된 배합고무에서 나타났으며, EC 가황시스템에 의한 총가교밀도의 뚜렷한 변화는 나타나지 않았다. Mooney-Rivlin식에 의한 가장 높은 탄성상수는 카본블랙 첨가량이 적고, SEC 가황시스템이 사용된 배합고무에서 나타났다. 모듈러스는 배합고무중 카본블랙 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으며, 가황시스템별 영향은 SEC>CC>EC 시스템 순으로 높게 나타났다.

The purpose of this study was to investigate the crosslinking density and reinforcement of rubber compounds with various carbon black loadings, cure systems and cure temperatures. Bound rubber content increased with volume fraction of carbon black in rubber compounds, but total crosslinking density decreased with increasing the bound rubber content. Rate constant of cure reaction was changed significantly by cure system and cure temperature, especially it showed strong dependence on the cure temperature. High activation energys of cure reaction were shown in the rubber compound with high loading of carbon black under EC system and in the rubber compound with low loading of carbon black under CC system. High total crosslinking density of vulcanized compounds appeared in the rubber compound with low loading of carbon black and CC system among cure systems. Typical change of total crosslinking density by EC system was not shown. The highest elastic constant by Mooney-Rivlin equation was shown in the rubber compound with low loading of carbon black and SEC system. Modulus increased as increasing the loading of carbon black in the rubber compounds and showed the order of SEC, CC, and EC system for cure system.