Frequency Dependency of Electrical Property Stabilization during Vulcanization of Modified NR/IR Blends

Frequency dependency or electrical property stabilization during vulcanization of modified NR/IR composite materials was studied using in-situ electrical property measuring technique. Volume resistivity(p) before and after vulcanization reaction of the sample was measured as the function or frequency in the range or 1Hz to 10kHz at reaction temperatures of 130, 140, 150, and $160^{\circ}C$, respectively. A double stabilization mode of frequency dependency was observed, in which a slow stabilization process of p to a value of ca. $1.0{\times}10^7\;{\Omega}-cm$ occurred after a drastic initial decrease from ca. $9.0{\times}10^7\;{\Omega}-cm$. In addition, notable temperature dependencies of p values were also observed before and after vulcanization reaction, that is, p values at 130 and $140^{\circ}C$ after vulcanization were observed as about 1/3 of those values before vulcanization. All the observed facts were considered as the results from the interaction between the electrode and the bulk sample materials, i.e., electronic charge-discharge, and from the structure change of samples including CB rearrangement by the vulcanization.

개질된 NR/IR 블랜드의 가황 반응에서 나타나는 전기적 특성 안정화의 주파수 의존성

이소프렌 고무(IR)와 천연고무(NR)가 중량비로 25/75로 혼합된 베이스 고무수지에 카본블랙(CB) 및 가교조제가 섞인 고무복합계의 가황반응 도중의 전기적 성질 변화를 in-situ로 측정하였다. 130, 140, 150, 및 $160^{\circ}C$로 정해진 각각의 가황 반응 온도에서 반응시작 전과 반응도 중의 각각 정해진 시간에서 1Hz에서 10kHz까지의 인가주파수 변화에 따른 체적고유저항 값(P)의 변화를 측정하였다. 가황 반응이 시작되기 전의 초기 P값은 낮은 인가주파수에서는 약 $9.0{\times}10^7\;{\Omega}-cm$의 높은 값으로부터 인가주파수가 높아짐에 따라 급격히 떨어지는 현상을 보이다가 점점 안정화되어 약 $1.0{\times}10^7\;{\Omega}-cm$으로 감쇠되어가는 이중 안정화 패턴의 형태를 보였다. 그러나 초기 P 값의 반응온도에 따른 변화는 온도가 낮아짐에 따라 반응 전보다 반응 후에 1/3 이하로 현저히 낮아지는 현상이 관찰되었고 이와 함께 안정화에 걸리는 주파수 의존도 역시 상대적으로 적어지는 것이 관찰되었다. 관찰된 현상과 해석으로부터 전기적 특성 안정화에 따르는 주파수 의존성은 도체인 전극과 샘플의 계면에서 일어나는 전하의 충-방전 현상과 가황에 따른 샘플 내의 구조변화와 CB의 재배열 등에 의한 전기전도성의 변화로 해석되었다.