Filler-Elastomer Interactions. 8. Influence of Fluorinated Nanoscaled Silicas on Mechanical Interfacial Properties and Thermal Stabilities of Polyurethane Matrix Composites

The effect of fluorination of nanoscaled silicas on mechanical interfacial properties and thermal stabilities of the silica/polyurethane composites was investigated. The surface properties of the silica were studied in X-ray photoelectron spectroscopy and contact angle measurements. Their mechanical interfacial properties and thermal stabilities of the composites were characterized by tearing energy and decomposition activation energy, respectively. As experimental results, the London dispersive component of surface free energy and fluorine functional groups of silica surfaces were increased as a function of fluorination temperature resulting in improving the trearing energy ($G_{IIIC}$) of the composites. Also, the thermal stabilities of the composites were increased as the treatment temperature increases. These results could be explained that the fluorine functional groups on silica surfaces played an important role in improving the intermolecular interactions at interfaces between silicas and polyurethane matrix in a composite system.

충전제-탄성체 상호작용. 8. 불소 처리한 나노크기의 실리카가 폴리우레탄 기지 복합재료의 기계적 계면특성 및 열안정성에 미치는 영향

각기 다른 온도에서 불소화 표면처리에 의한 실리카의 표면특성을 X-선 광전 분광법 그리고 접촉각을 통해 관찰하였으며, 복합재료의 기계적 계면물성과 열안정성에 미치는 영향은 인열 에너지와 분해 활성화 에너지를 통해 고찰하였다. 실리카 표면 자유 에너지의 London 비극성 요소와 불소작용기는 불소화 처리 온도에 따라 증가하였으며, 결과적으로 실리카/폴리우레탄 복합재료의 인열 에너지를 향상시켰다. 또한 복합재료의 열안정성은 불소화 함량에 따라 증가하였다. 이러한 결과는 실리카 표면에 도입된 불소작용기가 본 실험의 복합재료 시스템 내에서 실리카와 폴리우레탄 계면 사이의 분자간 상호작용을 향상시키는 주요한 인자로 작용한 것으로 사료된다.