Abstract
The effect of acid-base treatments of carbon blacks (CBs) was investigated in the mechanical properties of CBs/rubber composites. The surface characteristics of the CBs were determined by the pH, acid-base values, and surface energetics. Their mechanical properties of the composites were also evaluated by the crosslink density $(V_e)$ and tearing energy (T). As an experimental result, acidically treated CBs led to the increase of the specific component $({\gamma}s^{sp})$, resulting in decreasing the mechanical properties of the composites. However, basically treated CBs showed a higher value of the dispersive component $({\gamma}s^L)$ than that of the untreated or acidically treated CBs. It was also found that the interaction of the CBs-rubber was improved, resulting in the improvement of the crosslink density and mechanical properties of the composites. It was then remarked that the acid-base characteristics of the CB surfaces made an important role in improving the physical properties of the rubber matrix composites.
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.
