선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- DSC는 취급하기 쉽고 데이터의 신뢰도가 우수하여 많은 재료의 경화반응 속도를 연구하는 데에 사용되어 왔다. 이에 본 실험에서는 카본블랙의 화학적 표면처리가 카본블랙/ 고무 복합재료의 동적 경화 동력학에 어떠한 영향을 미치는가 대해 알아보기 위하여 Perkin Elmer DSC6를 사용하였다. 실험은 상온에서 450℃ 까지 N2 분위기에서 1, 2, 5 및 10 ℃ /min의 숭온 속도로 측정하였다.
제안 방법
- 기계적 성질. Tearing energy는 Fig. 1에 나타낸 시편을 이용하여 만능재료시험기 (Universal Testing Machine, Lloyd)를 사용하여 crosshead speed가 10 mm/min인 조건에서 실험하여 tearing energy (GT)를 다음과 같은 식으로 계산하였다";
- 따라서 본 연구에서는, 카본블랙의 물리-화학적 표면성질 중 구조 변화가 카본블랙/고무 복합재료의 경화 거동 및 기계적 물성에 미치는 영향을 differential scanning calorimeter (DSC)와 tearing energy 측정으로 고찰하였다.
- 실험에 사용된 고무배합은 Table 1에 나타낸 함량으로 60℃ 이하의 온도에서 two-roll mill-S이용하여 먼저 Butadiene Rubber (BR/를 우선 소련시킨 다음 15분 동안 1차 작업으로 카본블랙, 산화아연, 스테아린산과 노화방지제를 혼합한 후, 2차로 고무 분자간의 가교를 형성시키기 위한 가황제로 기름에 의하여 분산력이 발달된 황과 함께 가황촉진제를 5분간 분산시켰다.
- 이에 본 실험에서는 카본블랙의 화학적 표면처리가 카본블랙/ 고무 복합재료의 동적 경화 동력학에 어떠한 영향을 미치는가 대해 알아보기 위하여 Perkin Elmer DSC6를 사용하였다. 실험은 상온에서 450℃ 까지 N2 분위기에서 1, 2, 5 및 10 ℃ /min의 숭온 속도로 측정하였다.
- 카본블랙의 표면특성. 표면처리에 따른 카본블랙의 구조는 초음파 분쇄기를 이용하여 카본블랙을 5분간 물에 분산시킨 후 transmission electron microscope (TEM, JEM-1200EX, Jeol Korea Ltd.)을 사용하여 관찰하였다.
- 경화 거동. 표면처리에 따른 카본블랙의 구조변화가 카본블랙/고무 복합재료의 경화거동에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 DSC를 사용하여 고찰하였다. Fig.
- 한편 등속도 가열환경에서 다중 승온 속도를 이용하여 경화 활성화에너지 (cure activation energy)와 진동인자 (frequency potential factory 대하여 고찰할 수 있는데,23% 본 실험에서는 Arrhenius 식을 이용한 Kissinger방법을거 사용하여 카본블랙/고무 복합재료의 경화 활성화 에너지와 진동인자에 관하여 고찰하였다. Kissinger 방법에 의하면, 일정한 승온 속도 조건이면 반응속도가 최대인 = 0점에서 활성화 에너지가 얻어진다고 하였으며, 최대 온도를 Tm이라 정의하면 다음과 같은 식(3)으로 설명할 수 있다.
- 화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 구조변화가 카본블랙/고무 복합재료의 경화 거동과 기계적 물성에 어떠한 영향을 주는가에 대하여 DSC와 tearing energy를 측정하여 알아보았다. 그 결과 산성 용액으로 처리한 카본블랙인, ACB/BR의 경우 aggregate의 발달로 분산공정 단계를 거친 aggromerate의 크기가 보다 증가 하여 외부에서 받은 열을 고무에 전달함에 있어 VCB/BR 보다 긴 시간과 높은 경화에너지를 갖는 경화거동을 보이는 반면, 기공 부피가 증가하여 카본블랙/고무 복합재료의 tearing energy를 감소시켰다.
대상 데이터
- 시료와 배합. 본 연구에서 사용된 카본블랙은 1400℃ 이상 고온에서 오일을 가열하여 제조한 순수한 카본블랙으로 Korea Csrbon Black (주)에서 제공하였다 (N220, 이하 VCB). 화학적 표면처리를 휘해 카본블랙을 산 또는 염기성 용액; 0.
성능/효과
- 최근에 보고된 바에 의하면, 충전재의 표면과 주위의 고분자 사이의 계면에서 응력의 전달이 원활하지 못하면그 입자들은 고분자 모체 내에서 입자크기 만큼의 기공 (void)의 역할을 하게 되며 이로 인하여 중전재/고분자 복합재료는 기계적 물성이 급격히 감소하게 된다.27 본 실험 결과, ACB/BR 는 화학적 표면처리에 따라 응집 현상이 발달 됨에 따라 고분자 기재 내 기공 부피를 증가시켜 카본블랙/고무 복합재료의 균열 또는 파단 현상을 가져와 기계적 물성 중 tearing energy 가 감소한 바로 사료된다. 반면에 BCB/BR와 NCB/BR에서 분산력의 향상은 VCB/BR 보다 기공 부피가 감소하여 고분자 기재의 가교밀도를28 증가시켜 tearing energy가 증가한 것으로 사료된다.
- 그 결과 산성 용액으로 처리한 카본블랙인, ACB/BR의 경우 aggregate의 발달로 분산공정 단계를 거친 aggromerate의 크기가 보다 증가 하여 외부에서 받은 열을 고무에 전달함에 있어 VCB/BR 보다 긴 시간과 높은 경화에너지를 갖는 경화거동을 보이는 반면, 기공 부피가 증가하여 카본블랙/고무 복합재료의 tearing energy를 감소시켰다. NCB/BR는 분산력이 발달함에 따라 외부에서 받은 열 전달이 쉽게 이루어져 VCB/BR 보다 활발한 반응성으로 짧은 온도 범위에서 경화 거동 및 낮은 활성화 에너'지를 가져 기계적 물성에 대한 영향으로는 고분자의 가교밀도 (cross-linking density)를 발달 시켜 tearing energy가 증가함을 볼 수 있었다. 특히, BCB는 고무의 분쇄 과정 발생한 자유 라디칼과 염기성 용액으로 표면 처리한 카본블랙의 관능기의 발달에 따른 접착력 중가로 분산 력이 잘 발달된 NCB를 충전재로 사용한 카본블랙/고무 복합재료의 경화 활성화 에너지는 약간 중가한 반면에 tearing energy는 보다 향상되었음을 확인하였다.
- Table 2에서 보이는 바와 같이, 산성 용액으로 처리한 카본블랙 (ACB/BR)은 aggregate의 발달로 분산공정 단계를 거친 agglomerate의 크기가 증가하며, 이는 외부에서 받은 열을 고무에 전달함에 있어 VCB/BR 보다 증가된 경화 활성화 에너지와 진동인자 그리고 낮은 Tm에서 경화 반응이 일어나는 것을 확인하였다. NCB/BR의 경우, Fig. 2에 나타낸 TEM을 통하여 나타내었듯이, 분산력이 발달함에 따라 외부에서 받은 열 전달이 보다 균일하게 이루어져 VCB/BR 보다 높은 발열 피크 최대 온도와 낮은 활성화 에너지를 볼 수 있었 으며, 결과적으로 높은 경화 반응성을 확인할 수 있었다. 한편 분산력이 발달되었음에도 불구하고 BCB/BR는 경화 활성화 에너지가 약간 증가하는 것을 보였다.
- 5 (a)에 나타낸 바와 같이 150~260℃의 경화 온도 범위에서 반응하는 고무의 경화 거동에 영향을 주었음을알 수 있다. Table 2에서 보이는 바와 같이, 산성 용액으로 처리한 카본블랙 (ACB/BR)은 aggregate의 발달로 분산공정 단계를 거친 agglomerate의 크기가 증가하며, 이는 외부에서 받은 열을 고무에 전달함에 있어 VCB/BR 보다 증가된 경화 활성화 에너지와 진동인자 그리고 낮은 Tm에서 경화 반응이 일어나는 것을 확인하였다. NCB/BR의 경우, Fig.
- 화학적 표면처리에 따른 카본블랙의 구조변화가 카본블랙/고무 복합재료의 경화 거동과 기계적 물성에 어떠한 영향을 주는가에 대하여 DSC와 tearing energy를 측정하여 알아보았다. 그 결과 산성 용액으로 처리한 카본블랙인, ACB/BR의 경우 aggregate의 발달로 분산공정 단계를 거친 aggromerate의 크기가 보다 증가 하여 외부에서 받은 열을 고무에 전달함에 있어 VCB/BR 보다 긴 시간과 높은 경화에너지를 갖는 경화거동을 보이는 반면, 기공 부피가 증가하여 카본블랙/고무 복합재료의 tearing energy를 감소시켰다. NCB/BR는 분산력이 발달함에 따라 외부에서 받은 열 전달이 쉽게 이루어져 VCB/BR 보다 활발한 반응성으로 짧은 온도 범위에서 경화 거동 및 낮은 활성화 에너'지를 가져 기계적 물성에 대한 영향으로는 고분자의 가교밀도 (cross-linking density)를 발달 시켜 tearing energy가 증가함을 볼 수 있었다.
- NCB/BR는 분산력이 발달함에 따라 외부에서 받은 열 전달이 쉽게 이루어져 VCB/BR 보다 활발한 반응성으로 짧은 온도 범위에서 경화 거동 및 낮은 활성화 에너'지를 가져 기계적 물성에 대한 영향으로는 고분자의 가교밀도 (cross-linking density)를 발달 시켜 tearing energy가 증가함을 볼 수 있었다. 특히, BCB는 고무의 분쇄 과정 발생한 자유 라디칼과 염기성 용액으로 표면 처리한 카본블랙의 관능기의 발달에 따른 접착력 중가로 분산 력이 잘 발달된 NCB를 충전재로 사용한 카본블랙/고무 복합재료의 경화 활성화 에너지는 약간 중가한 반면에 tearing energy는 보다 향상되었음을 확인하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.