Composites Research

  • 제22권3호
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  • Pages.35-43
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  • 2009
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  • 2288-2103(pISSN)
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  • 2288-2111(eISSN)
한국복합재료학회 (The Korean Society for Composite Materials)
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카본블랙을 충전한 EPDM 고무호스의 가교밀도 측정과 열가속 및 산소 노화거동

Cross-link Density Measurement and Thermal Oxidative Degradation Analysis of a Carbon Black Compounded EPDM Rubber Hose

  • 곽승범 (한양대학교 기계공학과) ;
  • 최낙삼 (한양대학교 기계정보경영공학부) ;
  • 김진국 (국립경상대학교 고분자공학과)
  • 발행 : 2009.06.30
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초록

본 연구에서는 카본블랙이 충전된 ethylene-propylene dine monomer(EPDM) 고무에 대한 가교밀도 측정법을 확립하고 EPDM 고무호스에 대해 열가속 및 산소스트레스를 가하여 가교밀도 변화를 측정하였다. 노화 초반에는 산화황가교의 형성으로 고무의 가교밀도측정값이 약간 저하하였다가 노화시간이 지남에 따라 일부 미반응 황 분자들의 가황반응으로 추가적인 가교 결합을 형성하면서 가교밀도측정값은 점차 증가하였다. 이들 가교밀도 변화거동은 인장강도의 거동과 유사하였다. $180^{\circ}C$의 고온노화에서는 노화시간이 길어짐에 따라 노화에 따른 가교밀도의 증가폭은 그다지 크지 않았으나, 인장강도와 신장률은 크게 저하하였다. 즉, 온도가 높을 수록 EPDM 고무의 가교밀도의 변동보다는 EPDM 분자사슬에서의 산화물(carbonyl groups) 형성과, 가교점의 산화황 생성으로 기계적 물성의 열화가 일어난 것이다.

In this study, for a radiator hose made of carbon black filled EPDM(ethylene-propylene diene monomer) rubber, a measuring method of crosslink density was established to analyze the aging behaviors under thermo-oxidative stresses. At $125^{\circ}C$, the crosslink density of the rubber specimens decreased slightly in the initial stage, but increased with increasing the aging time. Such variation in crosslink density was similar to that of tensile strength. This might be due to the formation of sulphoxide crosslinks as well as to additional crosslinks made by the reaction of unvalcunized sulfurs. A high temperature aging of rubber specimens at $180^{\circ}C$ caused a slight increase in crosslink density while it did a large decrease in tensile strength and elongation. With aging at high temperature, the formation of carbonyl groups in EPDM molecule chain and formation of sulphoxide crosslink, rather than the crosslink density variation itself, had a large influence on such changes in mechanical property.

키워드

참고문헌

  1. Oarie, R.N., Brebu, M., Vasile, C., Kozlowski, M., "On the Compatibility of the IPP/PA6/EPOM BLends with and without Functionalized IPP I. Thermo-oxidative Behaviour,"Polymer Degradation and Stability, Vol. 80, 2003, pp.551-566 https://doi.org/10.1016/S0141-3910(03)00052-1
  2. 자동차용 냉각기호스 해설서 RS M0004, 산업자원부 기술표준원， 2001
  3. 자동차용 냉각기호스 신뢰성평가기준 RS M0004, 산업자원부기술표준원， 2001
  4. 이건주, 배현재, 노사태, 김원택, "Silane 가교 EPOM의 역학적 특성에 관한 연구," 한국고분자학회지, 제11권, 제6호, 1987, pp. 547-556
  5. Gal, Y.S., "EPOM Rubber and Its Applications," Polymer Science and Technology, Vol. 109, No. 3, 1999, pp.325-333
  6. 김진국, 이형규, "실리콘/EPOM 고무 블렌드의 제조와 특성에 관한 연구," 한국고분자학회지, 제25권, 제3호, 2001, pp.406-413
  7. 곽승범, 최낙삼, 강봉성, 신세문, "자동차 냉각기 고무호스용재질에 대한 선뢰성 평가 및 고장메커니즘규명," 자동차공학회논문집, 제13권, 제5호, 2005, pp.152-162
  8. 곽승범, 최낙삼, 최윤정, 신세문, "자동차 냉각기 호스용EPOM고무의 노화에 대한 비파괴 특성평가," 한국비파괴검사학회지, 제25권, 제5호, 2005, pp.368-376
  9. 곽승범, 최낙삼, 신세문, 신외기, "자동차용 냉각기 고무호스의 노화거동과 미소경도분석," 대한기계학회논문집 A권, 제31권, 제9호, 2007, pp.915-923 https://doi.org/10.3795/KSME-A.2007.31.9.915
  10. Porter, R.S., Macknight W.J., Johnson, J.F., "Víscous and Elastic Behavior Attributed to Polymer Entanglements," Rubber Chemistry and Technology. Vol. 41, 1968, pp.1 https://doi.org/10.5254/1.3539170
  11. Cunneen J.I., Russell, R.M., "Occurrence and Preventionof Changes in the αlemical Structure of Natural RubberTire Tread Vulcanizates During Service," Ruhher Chemìstlyand Technology, VoL 43, 1970, pp. 1215 https://doi.org/10.5254/1.3547319
  12. Cunneen, J.I., "Oxidative Aging of Natural Rubber,"Ruhber Chemistry and Technology, Vol. 41 , 1968, pp. 182 https://doi.org/10.5254/1.3539169
  13. Gent, A.N., "Engineering with Rubbcr," Hanser 2001, pp.13-34
  14. F1ory, P.J., "Principles of Polymer Chemistry," Cornell UniversìtyPress, Ithaca, New york, 1969, pp. 576-589
  15. Flory, P.J., Rehncr, J., "Statistical Mechunics of Cross-Li따dPolymer Networks," Chemical Physis， Vol. 11 , No. 11 ,1943, pp. 512-520
  16. Brandrup, J., lmmergut. E.H., Grulke Eric, A., Abe, A., Bloch,D.R., "Polymer Handbook," 4th ed. Wiley. New York, 1999
  17. 조현철, "EPDM 새절 기반의 머플러 행거 벚 그 제조 방법."대한민국특허청, 10-2006-0043191, 2006
  18. Palmas, P., Campion, L.L., Bourgeoisat, C.,Martel， L., "ningand Thermal of Elastomers as Studied by H Broadbandand C High-resolution Solid-statε NMR," Polymer, 42, 2001, pp.7675-7683 https://doi.org/10.1016/S0032-3861(01)00249-X
  19. Zhao, Q., Li, X., Gao, J., "Surface Degradation of Ethylenepropylene-diene monomer(EPDM) Containing 5-ethylidene-2-norbomene(ENB) as Diene in Artificial eathering Environment," Polymer Degradatiol and Stability, 93, 2008, pp. 692-699 https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.12.009