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가교제 증량이 트레드용 실리카 컴파운드의 물성에 미치는 영향
Physical Properties of the Silica-Reinforced Tire Tread Compounds by the Increased Amount of Vulcanization Agents 원문보기

Elastomers and composites = 엘라스토머 및 콤포지트, v.48 no.3, 2013년, pp.201 - 208  

서병호 (부산대학교 화학공학과) ,  김기현 (부산대학교 화학공학과) ,  김원호 (부산대학교 화학공학과)

초록
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본 연구는 황과 가교 촉진제의 함량이 달리 적용된 acrylonitrile styrene-butadiene rubber (AN-SBR)/silica 컴파운드가 타이어 트레드 컴파운드의 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 실험 결과, 가교제 및 가교촉진제의 함량이 증가할수록 가교 반응성이 증대되어 가교속도 및 컴파운드의 가교도가 상승하였다. 또한 내마모 특성 뿐만 아니라 경도, 모듈러스와 같은 컴파운드의 기계적 특성은 높은 가교도에 기인하여 향상되었다. 동적 점탄 특성에서는 가교도의 증가와 함께 유리전이온도 ($T_g$)가 상승하여 $0^{\circ}C$ 영역에서의 tan ${\delta}$ 값이 향상되었고, $60^{\circ}C$ 영역에서의 tan ${\delta}$ 값이 감소되었다. 초기 가교 속도 ($t_1$)는 $60^{\circ}C$의 tan ${\delta}$ 값과 선형적인 관계를 나타내었다. 이는 가교제의 증량으로 초기 가교 속도 ($t_1$)가 빨라져 조기에 가교가 시작됨으로써 filler network 의 발달을 억제시킨 결과에 따른 것으로 판단된다. 이러한 결과는 AFM (atomic force microscopy)을 통하여 열처리된 컴파운드의 표면 관찰에서도 확인할 수 있었다. 따라서, 빠른 초기 가황 반응에 기인한 실리카의 re-agglomeration 감소는 $60^{\circ}C$에서의 tan ${\delta}$를 결정하는 매우 중요한 변수임을 알 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, effect of different amounts of sulfur and vulcanization accelerators in the acrylonitrile styrene-butadiene rubber (AN-SBR)/silica compounds on the properties of tire tread compound were studied. As a result, cure rate and degree of cross-linking of the compounds were increased due to...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 황과 가교 촉진제의 함량이 달리 적용된 acrylonitrile styrene-butadiene rubber (AN-SBR)/silica 컴파운드가 타이어 트레드 컴파운드의 특성에 미치는 영향에 대하여 연구 하였다. 실험 결과, 가교제의 함량을 증가시킬수록 컴파운드의 가교 반응이 증대되어 가교속도와 가교도가 증가하였다.
  • 이와 같이 가황 속도와 가교도를 달리하는 AN-SBR/silica 컴파운드들은 가황 특성 및 기계적 특성 뿐만 아니라 타이어의 트레드 컴파운드에서 가장 중요한 요소로 여겨지는 내마모, 제동 및 회전 저항 특성까지 평가되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 가교도의 차이가 타이어 트레드 컴파운드의 특성에 미치는 영향에 대해 확인하였으며, 가교제의 양이 다르게 적용된 컴파운드의 초기 가황속도와 동적 점탄성 특성과의 상관관계에 대해서도 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고무 컴파운드에서 발생되는 히스테리시스는 어떠한 기기를 이용해 측정 가능한가? 고무 컴파운드의 히스테리시스는 변형 저항의 탄성요소에 대한 점성요소의 비이며, 가해진 변형에 대한 일 에너지가 내부에 저장 되지 않고 열 에너지로 손실되는 것을 말한다. 특히, 반복 변형에 의해 고무 컴파운드에서 발생되는 히스테리시스는 DMTA (dynamic mechanical thermal analyzer)를 이용하여 측정이 가능하다. 낮은 온도영역 (-20℃~0℃)에서의 에너지 손실 (tan δ) 값으로서 젖은 노면에서의 제동 특성을 예측할 수 있으며, 고온 영역 (50℃~80℃)에서의 tan δ 값으로서 회전 저항 특성을 측정할 수 있어 고무 산업에서 가장 큰 비중을 차지하는 타이어 산업에서도 EU labeling 과 같은 다양한 환경 규제에 대응하기 위한 중요한 수치로 tan δ 값이 활용되고 있다.
고무 컴파운드의 히스테리시스는 어떠한 인자의 비율인가? 고무 컴파운드의 히스테리시스는 변형 저항의 탄성요소에 대한 점성요소의 비이며, 가해진 변형에 대한 일 에너지가 내부에 저장 되지 않고 열 에너지로 손실되는 것을 말한다. 특히, 반복 변형에 의해 고무 컴파운드에서 발생되는 히스테리시스는 DMTA (dynamic mechanical thermal analyzer)를 이용하여 측정이 가능하다.
DMTA는 어떠한 장점을 가지는가? 특히, 반복 변형에 의해 고무 컴파운드에서 발생되는 히스테리시스는 DMTA (dynamic mechanical thermal analyzer)를 이용하여 측정이 가능하다. 낮은 온도영역 (-20℃~0℃)에서의 에너지 손실 (tan δ) 값으로서 젖은 노면에서의 제동 특성을 예측할 수 있으며, 고온 영역 (50℃~80℃)에서의 tan δ 값으로서 회전 저항 특성을 측정할 수 있어 고무 산업에서 가장 큰 비중을 차지하는 타이어 산업에서도 EU labeling 과 같은 다양한 환경 규제에 대응하기 위한 중요한 수치로 tan δ 값이 활용되고 있다.4,5
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