The research and development of high-performance polymer materials with excellent gas barrier properties has gained considerable attention from the viewpoint of expanding their applications in various fields, including tire automobile parts and the polymer film industry. Natural rubber (NR) has been widely used as a rubber material in real-life, but its application is limited owing to its poor gas barrier properties. In this paper, we study the gas barrier properties of NR, epoxidized natural rubber (ENR), and their blend compositions by using molecular simulation. The results show that ENR-50 has superior oxygen barrier properties than those of NR. Moreover, the oxygen barrier properties of a blend of NR/ENR-50 improve with increasing volume fraction of ENR-50. The trend of improved oxygen barrier properties of NR, ENR-50, and their blend is in good agreement with experimental observations.
The dielectric properties of natural rubbers for electric safety are very important to investigate the molecular structure. The electric safety characteristics of the dielectric absorption in aging vulcanized natural rubber were studied in the range of frequency from 1$\times$10$^3$[Hz]to 3.2$\times$10$^3$[Hz]l at the temperature of 23[$^{\circ}C$]. As the results, it has been confirmed that in the case of aging natural rubber of above 2 phr the specimens exhibit two kinds of dielectric losses due to the dipole polarization by impurities and sulfurs, and of raw rubber exhibit the kind of losses due to the dipole polarization. Rurthermore, dielectric loss maximum tansspectrum in high freguency region for electric safety, which removed to the low freguency according to increasing sulfur, depends greatly on sulfur.
The dielectric propertries of polymers are very important to investigate the molecular structure of polymer. The characteristrics of the dielectric absorption in vulcanized natural rubber were studied in the range of frequency from 10[KHz] to 32[MHz] at the temperature of 25[$^{\circ}C$]. As the results. it has been confirmed that in the case of natural ruber vulcanized between 2 and 4phr the specimens exhibit two kind of dielectric losses due to the dipole polarization by impurites and sulfure, and of above 7phr was only a loss due to the dipole polarization by sulfure and of natural rubber exhibit two kind of losses due to the interfacial and the dipole polarization. Furthermore, dielectric loss maximun tan spectrum, which removed to the low frequency according to increasing sulfure, depends greatly on sulfure. The volume resistivity of $10^{7}$~$10^{11}$[$\Omega\cdot$cm], regardness whether the crosslinking of rubber are tired by sulfure or, was observed.
천연고무와 실리콘고무에 자기장응답형 분말을(Magnetic Responsible Powder; MRP) 배합하여 자기장응답형 엘라스토머(Magneto-rheological Elastomer; MRE)를 제조하였다. MRP의 최적 사용량은 30 vol.% 였으며 천연고무 기반 MRE의 기계적 물성은 실리콘고무 기반 MRE 보다 우수했지만, magneto-rheological (MR) 효과는 실리콘고무 기반 MRE가 더욱 우수하였다. MR 효과는 Self-modified Electromagnet Applied Fast Fourier Transform Analyser (SEFFTA)를 사용하여 측정되었는데 천연고무 기반 MRE의 경우는 10%, 실리콘고무 기반 MRE의 경우는 최대 35.7%까지 나타내었다. 네오디뮴 자석을 이용하여 MRE를 경화시키기 전 MRP를 선 배향 시킬 경우 더욱 우수한 MR 효과를 얻을 수 있었으며, MRP의 배향은 주사전자현미경을 이용하여 분석하였다.
다양한 조건 하에서 고무판의 마찰계수를 폭정하기 위하여 수직하중, 미끄럼속도, 경도, 윤활 조건 및 고무판 두께 등을 변화시켜가면서 시험을 실시하였다. 시험에 사용된 고무판의 재질은 천연고무이며, 상대 부품은 강구를 사용하였다. 수직하중과 미끄럼속도는 마찰계수에 현저한 영향을 미치지 않았으며, 고무판의 경도가 높아지고 고무판의 두께가 얇아질수록 마찰계수는 감소하였다. 무윤활 시 마찰계수는 큰 편차를 보였으나, 오일 윤활인 경우 다른 조건에 관계없이 안정된 값을 나타내었다.
Kim, Il Jin;Kim, Donghyuk;Ahn, Byungkyu;Lee, Hyung Jae;Kim, Hak Joo;Kim, Wonho
Elastomers and Composites
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제56권1호
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pp.20-31
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2021
There is an increasing demand for the rolling resistance reduction in truck bus radial (TBR) tires in the tire industry. In TBR tires, natural rubber is used as a base polymer to prevent wear and satisfy required physical properties (cut and chip). A binary filler system (silica and carbon black) is used to balance the durability of the tire and rolling resistance performance. In this study, natural rubber (NR) compounds applied with a binary filler system were manufactured at different cure temperatures for vulcanizate structure analysis. The vulcanizate structures were categorized into carbon black bound rubber, silica silane rubber network, and chemical crosslink density by sulfur. Regardless of the cure temperature, the cross-link density per unit content of carbon black had a greater effect on the properties than silica due to affinity with NR. The relationship analysis between the mechanical, viscoelastic properties with vulcanizate structure could be a guideline for manufacturing practical TBR compounds.
Natural rubber was filled with 8 commercial carbon blacks covering range of rubber-grade products at different levels of filler loadings in order to investigate physical compound and vulcanizate properties. It was found that the curves of rubber property vs filler loading of both uncured compounds and vulcanizates can be superposed to one single master curve by introducing an effective volume fraction which is based on CDBP. The effective volume fraction, $V_{EFF}$ was utilized to explain the variation of the stiffness of all rubber compounds. The surface area-corrected effective volume fraction, V', was utilized to explain the formation of bound rubber, rebound and lambourn wear.
지진격리장치로서 천연고무받침의 동적 특성은 주재료인 고무의 동적거동과 비선형 성질에 의존하고 있다. 역학적이나 환경적인 영향으로 인해 고무재료에 노화가 진행되고 결국에는 손상이 불가피하게 발생하게 된다. 고무재료의 노화에 주원인은 높은 온도에서 반응열로 인한 산화반응으로 알려져다. 이에 따라 천연고무받침에 대한 가속 열 노화실험을 수행하여 열 노화 전 후에 대해 받침의 특성값을 상호 비교하였다. 실험 결과 열 노화 현상은 전단강성과 에너지 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 또한 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 실제 교량에 적용하여 천연고무받침의 열 노화가 교량의 내진성능에 미치는 영향을 수치해석을 통해 비교분석하였다. 그 결과 천연고무받침에 대하여 열 노화에 따른 기본 특성변화가 교량의 내진성능에 미치는 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.
본 연구에서는 철도교량에 교량받침으로 사용될 수 있는 4종류의 고무패드의 사용상의 특성을 분석하고, 강성과 감쇠비를 결정하기 위한 방법을 제시하였다. 고무패드의 강성을 결정하기 위해서는 정적 실험을 통한 직접적인 방법과 동적 실험을 통한 간접적인 방법이 가능하다. 본 연구에서 두 가지 방법에 의해서 고무패드의 강성을 평가하고 비교하였다. 고무패드의 감쇠비는 동적 실험에 의해서만 파악이 가능하며 폴리우레탄 고무의 경우 천연고무나 크로로프렌 고무와 유사한 감쇠비를 가지는 것으로 나타났다. 폴리우레탄 고무는 천연고무나 크로로프렌 고무에 비해 경도가 크기 때문에 작은 면적으로도 큰 하중을 견딜 수 있으며, 또한 같은 형상계수를 가지는 패드에서도 더 큰 강성을 보여 철도교의 교좌로서 활용성이 더 큰 것으로 판단되었다. 천연고무나 크로로프렌 고무 패드는 수직하중에 의한 수평 변형이 크게 발생하는데 비해, 폴리우레탄 고무패드는 수직하중에 의한 수평방향의 변형이 거의 발생하지 않기 때문에 보강재에 의한 보강이 필요하지 않다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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