Effect of Silicone Rubber Content on Thermal Stabilities of EPDM/Silicone Blends

In this work, the thermal stability factors, such as the thermal decomposition temperature, decomposition activation energy ($E_d$), and char yield, were measured to investigate the effect of silicone rubber (SR) content on the thermal stabilities of EPDM/SR blends. As a result, the thermal decomposition curve of EPDM/SR blends was similar to the neat EPDM rubber at 10 wt% SR and the thermal decomposition temperature increased above this content. The $E_d$ value of EPDM rubber initially decreased and then was constant above 20 wt% weight losses. The $E_d$ of EPDM/SR blends was higher than that of the neat EPDM rubber and then decreased with increasing the weight loss when the SR content was in the range of 10-20 wt%. Whereas the $E_d$ of the blends was lower than that of the EPDM rubber and then decreased with increasing the weight loss when 30 wt% SR was added. The char yield at $800^{\circ}C$ increased with increasing the SR content, because the decomposition of silane groups in the backbone was capable of forming a silane-rich residue after the initial stage of thermal degradation, which finally prevents further heat transfer and diffusion in the blends.

실리콘고무 함량이 EPDM 고무의 열적 안정성에 미치는 영향

실리콘 고무 (SR) 함량이 EPDM/SR 블랜드의 열안정성에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 질소 분위기하에서 TGA 열분석을 수행하여 열분해온도, 열분해 활성화에너지 ($E_d$), 열분해 후 잔여량 등 열안정성 인자들을 알아보았다. 실험 결과, SR 첨가량이 10 wt%일 경우 블랜드의 열분해 곡선은 순수한 EPDM 고무와 비슷한 경향을 보였으나, SR 함량이 증가함에 따라 블랜드의 열분해는 더 높은 온도에서 진행되었다. 순수한 EPDM 고무인 경우 $E_d$ 값은 처음에는 서서히 감소하다가 분해분율이 20 wt%이상에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. SR 함량이 10-20 wt%일 경우 블렌드의 $E_d$은 순수한 EPDM 고무의 경우보다 높은 값을 나타내었으며, 분해분율이 증가함에 따라 점차 감소하였다. 반면에 SR 첨가량이 30 wt%일 경우 블렌드의 $E_d$은 순수한 EPDM 고무의 경우보다 낮은 값을 나타내었으며, 분해분율이 증가함에 따라 서서히 감소하였다. 또한, $800^{\circ}C$에서의 열분해 후 잔여량은 SR 함량이 증가함에 따라 증가하였으며, 이는 분해된 실록산 그룹이 경화된 수지의 표면에 보호막을 형성하여 열전달 및 확산을 제한한 것으로 판단된다.