Chemical Surface Treatment of Carbon Black to Enhance Interfacial Adhesion Between Elastomer and Carbon Black

화학적 표면처리에 따른 카본블랙/고무 복합재료의 접착력 증가

In this work, the effect of chemical treatments on the carbon blacks as-received has been studied in the context of surface, adsorption, microstructure properties, and physical surface free energetics. As an experimental result, the basic chemical treatment leads to an increase in the either dispersive or specific component without significant change the pH and specific surface area. While, acidic chemical treatment do significantly change the surface and adsorption properties, and microstructures of the carbon blacks. In particular, the result given by basic chemical treatment shows an increase of the London dispersive component of the surface free energy which is a major parameter in evaluating the dispersion or specific surface area of the carbon blacks studied. This is probably a major role in evaluating the dispersion the carbon blacks, which are reinforced in elastomer matrix in a composite system.

본 연구에서는, 화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 표면, 흡착, 그리고 미세구조의 성질과 물리적 표면 자유에너지를 고찰하였다. 실험적 결과를 통하여, 염기성 용액으로 표면 처리한 경우 pH와 비표면적의 변화 없이 표면 자유에너지의 비극성 또는 극성요소의 증가를 가져왔다. 반면에 산성표면처리의 경우에는 표면특성, 흡착성질과 미세구조의 큰 변화를 확인하였다. 특히, 염기성 처리된 카본블랙은 비극성이나 비표면적의 중요한 인자로 표면 자유에너지의 London 비극성 요소의 증가를 볼 수 있었다. 이는 카본블랙/고무 복합재료에 있어서, 카본블랙이 강화재의 역할 뿐 아니라 분산력 발달에 중요한 역할을 담당하고 있기 때문으로 사료된다.