고무-섬유로 이루어진 고무복합체 제조공정을 단순화하기 위한 직접블렌딩 기술을 본 연구에서 제시하였다. 직접블렌딩 방법은 레소시놀, 헥사메틸테트라민, NaOH로 이루어진 결합체를 고무혼합물 배합공정에 직접 혼합하여 보강섬율의 접착제 처리공정을 생략할 수 있는 방법이다. 이러한 직접블렌딩 메커니즘을 규명하기 위해 결합체를 직접 고무혼합물에 블렌딩한 경우와(Case I) 결합체를 수용액 상에서 반응시켜 경화물을 얻은 후 이를 분쇄하여 고무혼합물에 배합하는 경우를(Case II) 비교하였다. 모폴로지 분석결과에 의하면 Case II의 경우 결합체와 매트릭스 고무 사이에 뚜렷한 계면이 발생하였지만, Case I의 경우 적절한 가공조건 아래서 결합제와 매트릭스 고무 사이의 반응에 의해 새로운 상이 생성됨을 알 수 있었다. 또한, SBR-나일론 고무복합체의 최적 성능을 위한 결합제의 최적 조성은 레소시놀과 헥사메틸렌테트라민의 mole비가 1.2:1인, 즉 레소시놀과 포름알데히드의 mole비가 1:5인 조성이었다.
Ryu, Gyeongchan;Kim, Donghyuk;Song, Sanghoon;Lee, Hyun Hee;Ha, Jin Uk;Kim, Wonho
Elastomers and Composites
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제56권4호
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pp.243-249
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2021
The demand for truck bus radial (TBR) tires with enhanced fuel efficiency and wear resistance have grown in recent years. In addition, as the issue of particulate matter and air pollution increases, efforts are being made to reduce the generation of particulate matter. In this study, we investigated the effect of varying the content of butadiene rubber (BR) on the properties of the rubber compounds and the amount of particulate matter in the TBR tire tread compound. Furthermore, we utilized carbon black in the NR/BR blend compounds owing to its excellent compatibility, and we used silica in the ENR-25/BR blend compounds because it can interact chemically with epoxide groups. The NR/BR blend compounds and the ENR-25/BR blend compounds were evaluated by varying their BR content between 20 phr and 30 phr. The results showed that the ENR-25/BR blend compounds had superior wear resistance than the NR/BR blend compounds. This was caused by the interaction between silica and ENR. In addition, it was confirmed that the increased wear resistance as the BR content increased. Furthermore, compared to the NR/BR blend compounds, ENR-25/BR blend compounds exhibited a lower tan 𝛿 value at 60℃ because silica was used as filler. This indicates a higher fuel efficiency. The measurement results for wear particulate matter showed that as increasing the BR content resulted in generation of less wear particulate matter. This was caused by the increased wear resistance. Moreover, the ENR-25/BR blend compounds with excellent filler-rubber interaction exhibited lower quantities of generated wear particulate matters as compared to the NR/BR blend compounds.
배합 조건과 공정은 충진제 분산, 점도, 결합고무 형성 등과 같은 고무 배합물의 특성에 영향을 준다. NBR과 SBR의 분리 첨가 배합이 NBR이 함유된 실리카로 보강된 고무 배합물의 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. NBR 함량이 증가할수록 가교 시간과 속도는 빨라졌다. 가교밀도는 NBR 함량이 증가할수록 증가하였다. 결합고무량도 NBR 함량이 증가할수록 증가하였다. 결합 고무 중의 NBR 함량은 배합물 고무 중의 NBR 함량보다 높았다. 결합고무량은 동시첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합의 경우 더 높았다. 가교 시간과 속도는 동시 첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합때 더 느렸다. 가교밀도도 동시 첨가 배합의 경우보다 분리 첨가 배합의 경우 더 낮았다.
This paper presents a meshfree procedure using a convex generalized meshfree (GMF) approximation for the large deformation analysis of particle-reinforced rubber compounds on microscopic level. The convex GMF approximation possesses the weak-Kronecker-delta property that guarantees the continuity of displacement across the material interface in the rubber compounds. The convex approximation also ensures the positive mass in the discrete system and is less sensitive to the meshfree nodal support size and integration order effects. In this study, the convex approximation is generated in the GMF method by choosing the positive and monotonic increasing basis function. In order to impose the periodic boundary condition in the unit cell method for the microscopic analysis, a singular kernel is introduced on the periodic boundary nodes in the construction of GMF approximation. The periodic boundary condition is solved by the transformation method in both explicit and implicit analyses. To simulate the interface de-bonding phenomena in the rubber compound, the cohesive interface element method is employed in corporation with meshfree method in this study. Several numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed numerical procedure in the large deformation analysis.
The present paper reports the life time prediction of Acrylonitrile-Butadiene rubber (NBR) fuel cell gasket materials as a function of operational variables like acid concentration, ageing time and temperature. Both material and accelerated acid-heat aging tests were carried out to predict the useful life of the NBR rubber gasket for use as a fuel cell stack. The acid ageing of the gasket compounds has been investigated at 120, 140 and $160^{\circ}C$, with aging times from 3 to 600 h and increasing acid ($H_2SO_4$) concentrations of 5, 6, 7 and 10 vol%. Material characteristics the gas compound such as cross-link density, tensile strength and elongation at break were studied. The hardness of the NBR rubber was found to decrease with decreasing acid concentration at both 120 and $140^{\circ}C$, but at $160^{\circ}C$ interestingly the hardness of the NBR rubber increased abruptly in a very short time at different acid concentrations. The tensile strength and elongation at break were found to decrease with increase in both the acid concentrate ion & temperature. The life time of the compounds were evaluated using the Arrhenius equation.
실리카와 카본블랙을 함유한 SBR 배합고무를 대상으로 마찰 및 마모거동을 조사하였다. 인열에너지 이론을 배경으로 설계된 칼날형 마모시험기를 이용하였으며 마찰일의 크기가 SBR 배합고무의 마모속도에 미치는 영향을 평가하였다. 마찰일이 증가할수록 마모속도가 증가하는 power law관계를 확인하였다. 칼날형 마모시험기를 통해 기존의 간헐적 마모손실무게 측정 대신 연속적 마모이동거리 측정이 가능했으며 보다 정확한 마모속도를 결정할 수 있었다.
Seong-Guk Bae;Min-Jun Gim;Woong Kim;Min-Keun Oh;Ju-Ho Yun;Jung-Soo Kim
Elastomers and Composites
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제58권3호
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pp.136-141
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2023
Polyacrylic rubber (ACM) is well known for its excellent heat resistance and chemical stability. Additionally, its performance can be readily manipulated by modifying its functional groups, rendering it highly attractive to various industries. However, extreme climate changes have necessitated an expansion of the operating temperature range and lifespan of ACM products. This requires the optimization of both the compounding process and functional-group design. Hence, we investigated the relationship between the cross-linking system and mechanical properties of an ACM with a carboxylic cure site. The crosslink density is determined by chemical kinetics according to the structure of additives, such as diamine crosslinkers and guanidine accelerators. This interaction enables the manipulation of the scotch time and mechanical properties of the compound. This fundamental study on the correlation analysis between cross-linking systems, physical properties, and storage stability can provide a foundation for material research aimed at satisfying the increasingly demanding service conditions of rubber products.
Sanghoon Song;Junhwan Jeong;Donghyuk Kim;Kiwon Hwang;Sungwook Chung;Wonho Kim
Elastomers and Composites
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제59권1호
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pp.8-16
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2024
As regulations on greenhouse gas emission have strengthened globally, the demand for improved fuel efficiency in automobiles continues to rise. In response, the tire industry is actively conducting research to improve fuel efficiency by enhancing tire performance. In this study, silica-filled epoxidized natural rubber (ENR)/butadiene rubber (BR) blend compounds were manufactured according to ENR types and silica contents, and their physical properties and vulcanizate structure were evaluated. ENR-50, which has a higher epoxide content than ENR-25, exhibited stronger filler-rubber interaction, resulting in superior abrasion resistance. In addition, because of its high glass transition temperature (Tg), the wet grip performance of ENR-50 improved, even though the rolling resistance increased. Increasing the amount of silica had little effect on the abrasion resistance due to the increase in filler-rubber interaction and decrease in toughness. In addition, ENR-50 exhibited better wet grip performance; however, the rolling resistance increased. The results indicated that truck bus radial (TBR) tire tread compounds can be designed by applying ENR-50 to improve wear resistance and wet grip performance. In addition, by applying ENR-25 and reducing the silica contents improve fuel efficiency.
Silica-filled rubber compounds have slower cure characteristics than carbon black-filled ones due to the adsorption of curatives on the silica surface. Fatty acid was used as a cure activator along with zinc oxide in a sulfur cure system. Poly(ethylene glycol), PEG, was used in silica-filled rubber compounds to prevent adsorption of the curatives on the silica surface. In this study, influence of the size of fatty acid and PEG on properties of silica-filled NR compounds was investigated. It was found that the size of fatty acid and PEG affected the curt: characteristics and physical properties. The cure rate becomes faster as the PEG size increases. By increasing the size of fatty acid or PEG, the delta torque of the compound decreases while the Mooney viscosity increases. The modulus of the vulcanizate decreases with increasing the molecular weight of fatty acid or PEG. The experimental results were explained by the filler dispersion and by the prevention of the curative-adsorption on the silica surface.
Recently, environmental pollution and global warming and greenhouse gases are increasing, because Efforts to improve are continued throughout the world. As part of the resource recycling industry has become an important research area. In the field of waterproofing industry, focus on the resource recycling is growing, due to serious resource depletion and sharp price. Therefore, in this research on the resource recycling such as reclaimed rubber and rubber waste is enable and these eco-friendly materials are applied high adhesive flexible non-exposed type self adhesion compound waterproofing material was measured eco-friendly performance and field application was evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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