고무재료는 강재에 비해 큰 탄성변형을 할 수 있고 충격 흡수능력이 뛰어나므로 자동차에서도 진동문제 및 승차감을 향상시키기 위하여 엔진 마운트, suspension bushing등을 비롯한 여러 곳에 사용되고 있다. 여기에 이용되는 고무재의 요구조건은 1) 피로수명이 충분히 길것, 2) 열 및 산화에 강할 것, 3) 소음이 없을 것 등이다. 본 고에서는 1)번의 요구조건을 기준으로 고무재의 기본적인 역학적 특성 및 해석방법을 소개하고자 한다.
보강 및 차수재인 지반용 고무재료를 열융착법에 의해 제조하였으며 환경공학분야에 적용을 위해 성능을 평가하였다. 이들 재료를 제조하는데 스펀본드 폴리에스테르 부직포, 유리섬유매트, 고강력 폴리에스테르사를 이용한 직포형 지오그리드를 기재로, SBS 함유 탄성 bitumen과 아스팔트를 보강재로 각각 사용하였다. 유리섬유 매트와 지오그리드를 기재로 사용한 지반용 재료의 경우 역학적성질이 우수하였으며, 부직포와 탄성 bitumen을 기재로한 경우에는 투수성이 우수하였다. 고무와 아스팔트를 혼합한 경우 연화점은 거의 변화가 없었으며, 고온에서의 치수안정성은 $120^{\circ}C$의 경우 두드러진 수축이 발생하지 않았다. 지반용 고무재료의 자외선에 대한 저항성은 가시적인 변화가 나타나지 않았다.
열가소성 탄성체(TPE)는 사용 온도 범위에서 일반 열경화성 고무와 같은 고무 탄성을 지니면서 용융 가공이 가능한 친환경 소재로써 산업 전반에 걸쳐 활용도가 꾸준히 증가하고 있다. 폴리아미드계 TPE (TPAE)는 하드세그멘트가 엔지니어링 플라스틱인 폴리아미드로 이루어져 있고, 소프트 세그먼트가 유리전이온도가 낮은 폴리에테르로 이루어진 다중 블록 공중합체로써 우수한 기계적 물성, 내화학성, 내열성 및 가공성을 나타낸다. 이러한 폴리아미드계 TPE는 하드 세그먼트와 소프트 세그먼트의 구조 및 상대적 조성에 따라 탄성체에서부터 연질 폴리아미드까지의 광범위한 특성이 발현되며, 또한, 다양한 무기 입자와의 하이브리드화를 통한 기능성 소재로의 활용이 기대되는 소재이다. 본 보문에서는 이러한 TPAE를 합성 할 수 있는 중합 방법과 특성 및 응용 분야에 대해 정리하였다.
이제까지 polyurethane 탄성체(彈性體)에 대한 새로운 연구분야(硏究分野)와 급속(急速)히 변화(變化)되어 가고 있는 polyurethane 제품(製品)의 응용면(應用面에) 대해 알아보았다. 예(例)의 대부분(大部分)은 미국(美國)의 Goodyear tyre & Rubber Co 연구소(硏究所)에서의 연구(硏究) 및 개발(開發)된 것을 기본(基本)으로 하였다. 자동차(自動車)의 내부부분(內部部分), 특히 Crashpad 및 기타 내부부분(內部部分), 고무제자동차(製自動車) bumper의 가능성(可能性), solid tyre, 연료용기(燃料用器) 정지용 belt 장치(裝置), 접착제(接着劑), 고무 Roll, 통풍용치차(通風用用齒車), 진동통(振動桶)과 흥미(興味)진진한 응용면(應用面)에 관한 다른 분야(分野)에 관(關)한 응용(應用)을 검토(檢討)하였다. 화학약품(化學藥品)의 저항성혹(抵抗性或)은 비저항성(非抵抗性)을 가진 새로운응용의 개발(開發)이 urethanr 응용(應用)의 새로운 길을 넓게 열어 놓았다. 합성피혁(合成皮革)과 피혁(皮革)의 Coating 물(物)은 완전(完全)이 polyruethane 기술(技術)에 기초(基礎)를 두게되었다. 특유(特有)한 혼합기기(混合機械)의 개발(開發)은 가격(價格) 및 질(質)에 커다란 영향을 미치게 될 것이다. polyurethane 연구(硏究)의 흥미(興味)있는 분야(分野)는 인공기관(人工器官)에 관(關)한 의학적(醫學的)인 연구(硏究)이다. 우리들이 장래(將來)를 내다볼적에 융통성(融通性) 있는 polyurethane 탄성체(彈性體의) 응용(應用)은 아직도 개발(開發)될 여지가 많이 남아있다는 것을 쉽게 예측할 수 있다. 그 이유(理由)는 polyurethane의 구조적(構造的) 특성(特性), 성능(性能)및 응용(應用)의 가능성(可能性) 및 그의 양식(樣式)이다.
본 연구에서는 열가소성고무를 중심으로 한 스티렌 공중합체의 유변학적 특성을 Couette 보정치를 사용하여 해석하였다. 실험재료로는 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene), SEBS(Styrene-Ethylene/Buthylene-Styrene), SIS(Styrene-Isoprene-Styrene)을 사용하였고 탄성체의 성격을 비교하기 위하여SBS(Styrene-Butadiene Rubber)와 IR(Isoprene Rubber)를 사용하였다, 실험결과 Couette 보정치는 온도가 증가할수록 감소하였다. 또한 열가소성 고부 (SBS, SEBS, SIS)의 보정치는 거의 비슷한 값을 나타내었으며 고무(IR, SBR)의 보정치는 열가소성고무에서보다 다소 높은 값을 나타내었다. 충진제를 첨가하였을 경우 충진제의 양 이 증가할수록 Couette 보정치는 감소하였다.
한국섬유공학회 1999년도 가을 한국섬유공학회 학술발표회 논문집(Proceedings of the Korean Textile Conference)
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pp.315-318
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1999
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[게시일 2004년 10월 1일]
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