충전물의 함량비 및 배합방법을 달리하여 실리카/카본블랙 충전 천연고무 가황물을 제조하였다. 충전물의 함량은 고무에 대해 70 phr이 되도록 하였으며, 이들을 동시에 배합하여 제조한 가황물과 실리카를 먼저 배합하고 일정 시간 경과 후 카본블랙을 배합하여 제조한 가황물의 가황특성, 모폴로지, 그리고 인열특성 및 크랙성장속도 등의 파열특성을 비교하였다. 가공시, 단계배합물은 동시배합물보다 경화 속도($t_{90}$ )는 약간 느렸으나, 긴 유도시간($t_2$), 낮은 최대 토오크 값($T_{max}$ )을 보였다. 단계 배합물은 인열특성 및 크랙성장 특성에 있어서도 상대적으로 우수함을 보였으며, 실리카의 함량이 30 phr인 경우에 가공성 및 파열 특성이 가장 우수하였다.
실리카로 보강된 고무 배합물은 카본 블랙으로 보강된 배합물에 비해 보강제의 분산이 나쁘고 느린 가황 특성을 보인다. 보강제의 분산을 향상시키고 가황 특성을 빠르게 하기 위해 일반적으로 실리카로 보강된 고무 배합물에서는 실란커플링제인 bis-(3-(triethoxysilyl)-propyl)-tetrasulfide (TESPT)와 diphenylguanidine (DPG)를 사용한다. Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR)은 실리카로 보강된 styrene-butadiene rubber (SBR) 배합물에서 실리카의 분산을 향상시킨다. 이 연구에서는 실리카로 보강된 SBR 배합물의 특성에 NBR이 미치는 영향에 대해 조사하였다. NBR을 포함하고 있으나 TESPT의 양이 적거나 DPG를 포함하지 않은 배합물(배합물 A)의 특성과 NBR은 포함하지 않고 TESPT와 DPG를 포함하는 배합물(배합물 B)의 특성을 비교하였다. 배합물 A의 스코치 시간은 배합물 B의 것에 비해 빨랐고 모듈러스와 인장 강도는 배합물 B에 비해 약간 떨어지는 경향을 보였다. 마찰 특성은 배합물 A의 것이 배합물 B의 것에 비해 우수하게 나타났다. NBR의 사용으로 TESPT와 DPG의 사용을 줄일 수 있었다.
Kim Won-Ho;Kim Sang-Kwon;Kang Jong-Hyub;Choe Young-Sun;Chang Young-Wook
Macromolecular Research
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제14권2호
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pp.187-193
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2006
Organoclay, was applied as a filler, in place of carbon black and silica, to a natural rubber (NR)/butadiene rubber (BR) blend. A compounding method was used to disperse and separate the layered silicates. The effect of a coupling agent on the vulcanizates was evaluated using both the silica and organoclay filled compounds. After the compounding processes were completed, the XRD diffraction peaks disappeared, but then reappeared after vulcanization. The scorch times for the organoclay-filled compounds were very short compared to those for carbon black and silica-filled compounds. The organoclay-filled compounds showed high values of tensile strength, modulus, tear energy, and elongation at the break. When ranked by viscosity, the compounds appeared in the following order: silica > silica (Si-69) > organoclay > organoclay (Si-69) > carbon black. Fractional hysteresis, tensile set, and wear rates were very consistent with the viscosity of the vulcanizates. The Si 69 coupling agent increased reversion resistance, the maximum torque values in the ODR, modulus, and wear resistance, but decreased elongation at the break, fractional hysteresis, and tension set of the vulcanizates.
본 실험에서는 카본블랙 함량에 따른 미가황고무 혼합물의 물리적 특성과 가황고무 혼합물의 팽윤거동에 대해 고찰하였다. 카본블랙 함량 증가에 따라 미가황고무 혼합물 중의 bound rubber 함량은 증가하였으며 ${\alpha}_f$는 1.46이었다. 또한 고무 혼합물 중의 카본블랙은 구형입자의 거동을 보여주었다. Mooney-Rivlin의 응력-변형 방법에 의해 구한 가황고무의 $C_1$값은 카본블랙 함량 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다.
실리카 또는 카본블랙으로 보강된 SBR 가황물의 응력 풀림 거동을 연구하였다. 1,2-단위체 함량이 18과 60 wt%인 두 가지 SBR을 사용하였으며 보강 시스템으로 카본블랙과 실리카에 실란 결합제가 없는 것 그리고 실리카에 실란 결합제가 있는 것 등 세 가지를 사용하였다. SBR 가황물의 응력 풀림 거동은 보강 시스템뿐만 아니라 SBR 종류에 따라서도 달라졌다. 실리카로 보강된 시료는 카본블랙으로 보강된 시료보다 잔류 변형률이 높았다. 실리카로 보강된 가황물의 잔류 변형률은 실란 커플링제를 첨가함으로써 크게 감소하였다. 카본블랙으로 보강된 가황물의 50% 최대 신장에서의 최대 하중은 실리카로 보강된 가황물의 경우보다 낮았다. 이와는 반대로 카본블랙으로 보강된 가황물의 200% 최대 신장에서의 최대 하중은 실리카로 보강된 가황물의 경우보다 높았다. 1,2-단위체 함량이 60 wt%인 시료의 최대 하중은 1,2-단위체 함량이 18 wt%인 시료의 경우보다 보강 시스템에 상관없이 높았다.
A new sandwich composite was investigated in this paper. The honeycomb core of this composite was filled with viscoelastic material in order to obtain an improved damping performance. The viscoelastic fillings in the honeycomb cells was hoped to act as dampers and provide the function of energy dissipation in this combined material system. Dynamic test was set up to the specimens with various stacked carbon/epoxy laminate facesheets, $[0/90]_{4s}$, $[0/45/-45/90]_{2s}$, $[45/-45]_{4s}$. Frequency response, displacement response and damping ratio were checked and compared for the both groups of specimens, with and without rubber fillings. The experimental results provided a good agreement with our material design concept.
이 연구의 목적은 카본블랙이 충전된 천연고무에서 비 등방성 발생에 영향을 주는 인자를 조사하기 위함이다. 고분자 사슬의 방향성은 인장특성에 영향을 준다. Pre-strained 방향의 parallel 시편은 등방성 혹은 perpendicular 시편에 비하여 낮은 인장영역에서 낮은 강도를 보이지만 높은 신장영역에서 높은 강도를 보인다. 고 인장 영역에서 parallel한 천연고무 시편은 비결정성인 SBR에 비하여 높은 강도를 보여주고 있다. 이것은 parallel 시편의 방향성에 영향을 받는 것으로, 시편의 방향성은 2차 인장시 결정화를 위한 핵으로 작용하여 결정화도를 증가시키는 것으로 보인다.
In this work, the reinforcing action of carbon blacks in rubber was investigated by SEM and UTM measurements which at low a testing of the surface and mechanical properties. In order to gain an insight into the different properties between carbon blacks before and after methane/propane decomposition, various composites were prepared with SBR synthetic rubber and different carbon blacks with four loading ratios. The results were analyzed with the aim of finding suitable conditions for decomposition reaction to cut down the net cost for hydrogen production through hydrocarbon decomposition.
The effects of carbon black on the fatigue lift and the fracture morphology and the carbon black dispersion of the carbon-black filled natural rubbers, for the vibration-proof, were investigated. Different kinds of carbon blacks resulted in different fatigue lift and fracture morphologies, which are classified by micro-scale and macro-scale fracture morphologies. These results be related to the size distribution of carbon black particles, the development of the carbon black agglomerate and the combine forces between the carbon black and the natural rubber.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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