Elastomers and Composites

The Rubber Society of Korea (한국고무학회)
권호 표지

Surface Modification of Matrix and filler for Ultra High Density Elastomeric Material

초 고비중 탄성체 개발을 위한 매트릭스 탄성체 표면개질 및 충전제 제어기술 기초연구

  • Chung, K. (Department of Polymer Engineering, The University of Suwon) ;
  • Lee, D. (Department of Polymer Engineering, The University of Suwon) ;
  • Yang, K. (R&D Division, Hyundai Motor Co. & Kia Motors Corporation) ;
  • Lee, W. (R&D Division, Hyundai Motor Co. & Kia Motors Corporation) ;
  • Hong, C. (Jungwha Polytech Co.)
  • Published : 2005.06.30
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Abstract

In this study, surface treatment of the elastomeric matrix was investigated to develop a substituting material for steel dynamic damper of automobile. The key technology is to get ultra high density elastomeric compound in order to substitute steel dynamic damper. The optimum matrix material(chloroprene rubber) and filler(metal powder) were selected for this. The several properties of elastomeric compound were examined. According to the results, the $t_{s2}$ of filled elastomeric compound was decreased with increasing the filler loading whereas the $t_{90}$ was increased. Also, tensile strength and rebound resilience were decreased with filler loading. To solve the problem of high filler loading, the photo grafting technique was employed on elastomeric matrix. The degree of grafting was determined by FTIR-ATR. Also, the filler surface was modified by chemical etching and the surface morphology was examine by SEM. After chemical treatment of filler, the particle size analyzer was used to examined the particle size, size distribution, and morphology of the modified filler.

본 연구에서는 자동차에서 댐핑 재료로 많이 사용되고 있는 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체할 수 있는 소재로서 유기탄성체를 사용하였다. 그러나 유기탄성체를 사용하여 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체하기 위해서는 스틸 다이내믹 댐퍼에 상응하는 비중의 구현이 가장 중요하고도 해결하기 어려운 과제이다. 본 연구에서는 고비중 구현을 위한 첫 단계로 최적의 매트릭스 탄성체 및 충전제를 선정하여 충전제의 충전량(vol%)에 따른 고무 혼합물의 경화 특성, 인장 강도, 혼련과정중의 고무 혼합물의 온도 변화 및 반발 탄성 등의 특성을 조사하였다. 충전량이 증가할수록 고무 혼합물의 $t_{s2}$는 감소하였고 $t_{90}$는 전반적으로 증가하였다. 또한 인장 강도는 감소하였고 고무 혼합물의 온도는 충전제 입자간의 마찰열로 인하여 증가하였다. 반발탄성은 충전제가 증가할수록 감소하였다. 따라서 초 고비중을 얻기 위해서는 고충전 기술이 선결되어야 하는데 고충전을 할 경우 매트릭스인 유기탄성체의 부피가 상대적으로 감소하기 때문에 기존의 유기탄성체 경화 시스템으로는 경화가 불가능하여 고충전에 부합하는 경화 시스템을 구축 하고자 매트릭스의 광화학적 개질을 시도하였고, 개질여부는 FTIR-ATR로 분석을 통해 확인하였다. 충전제의 충전밀도를 높여 매트릭스 탄성체에 충전제의 안정한 분산 및 고충전 기술을 확립하고자 충전제의 개질을 통해 충전제의 입도, 입도 분포도 및 형태를 제어하였다. 입도분석기로 입도 및 입도 분포의 변화를 확인하였고 SEM을 이용하여 충전제의 형태 변화를 확인하였다.

Keywords

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