$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

카르복실화 SBR 라텍스와 산화아연을 이용한 SBS의 내마모성과 데브리스(debris) 개선 연구
Improvement of Abrasion and Debris on Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer with Carboxylated SBR Latex and Zinc Oxide 원문보기

Elastomers and composites = 엘라스토머 및 콤포지트, v.48 no.3, 2013년, pp.225 - 231  

이진혁 (부산대학교 고분자공학과) ,  배종우 (한국신발피혁연구원 혁신소재사업단 고무연구실) ,  김정수 (한국신발피혁연구원 혁신소재사업단 고무연구실) ,  윤유미 (한국신발피혁연구원 혁신소재사업단 고무연구실) ,  조남주 (부산대학교 고분자공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구에서는 carboxylated SBR latex와 zinc oxide가 SBS 복합재의 내마모성과 debris 특성 개선에 미치는 영향을 관찰하였다. 실리카를 첨가한 SBS 복합재는 실리카 입자간의 수소 결합에 의한 강한 filler-filler interaction으로 인한 낮은 분산성 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 전체적으로 감소하는 것으로 나타났다. carboxylated SBR latex를 첨가한 SBS 복합재는 carboxyl group과 실리카의 silanol group간의 결합을 통하여 filler-filler interaction이 감소하고 실리카의 분산성이 증가하기 때문에 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 향상되는 것을 확인 하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 동시에 첨가한 경우, carboxyl group에 의한 실리카의 분산성 향상과 더불어 zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성을 통하여 물성이 크게 증가하였다. Zinc ion과 carboxyl group간의 ion cluster 형성은 $1550{\sim}1650cm^{-1}$의 zinc carboxylate group stretch 피크의 FT-IR 분석 결과로 확인하였다. carboxylated SBR latex와 zinc oxide를 첨가한(SC-4) 복합재의 경우, 인장강도 $156kgf/cm^2$, 신장율 936%, 인열강도 59.4kgf/cm의 우수한 기계적 강도를 나타내었으며, NBS 내마모성은 338%로 가장 우수한 특성을 나타내었다. 또한, 표면 마찰 시에 debris 발생 역시 크게 감소하며, 표면 마찰 저항의 증가로 파도 형태의 마모 특성을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, we observed the effect of carboxylated SBR latex and zinc oxide on styrene-butadiene-styrene( SBS) composites for improving abrasion and debris. SBS composite, which added only silica, showed poor mechanical properties, NBS abrasion, and debris, caused by strong filler-filler interact...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에는 SBS 복합재에서 한계라고 여겨져 왔던 내마모성과 debris 특성을 개선하기 위하여 극성 기재를 이용하여 SBS 복합재에 대한 실리카의 분산성을 개선시키고, ion cluster 를 형성시킴으로써 비가역성의 화학 결합이 아닌 가역성의 결합을 유도하고자 하였다. 이러한 ion cluster 형성을 통한 물성 향상은 TPE 의 재활용 특성을 유지함과 동시에 내마모성과 debris 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 예상되어진다.
  • 본 연구에서는 carboxylated SBR latex와 zinc oxide가 SBS 복합재의 내마모성과 debris 특성 개선에 미치는 영향을 관찰하였다. 실리카를 첨가한 SC-2는 실리카의 낮은 분산성, 실리카 입자간의 수소 결합에 의한 강한 filler-filler interaction으로 인하여 대표적인 보강성 충진제임에도 불구하고 기계적 강도, NBS 내마모성, debris 특성이 전체적으로 감소하는 것으로 나타났다.

가설 설정

  • 5mm 크기의 시편을 장착한 후, 2) 시편이 장착된 jig 를 Figure 1 (b)의 주축에 장착하였다.3) 시편 장착 후 debris tester 를 작동시키면 주축은 25kgf 의 압력으로 노면과 밀착하게 되며 이때 시편과 노면의 접촉면적은 37.5mm2 이다.4) 주축과 노면이 밀착한 후 3 초 경과 후에 노면과 시편이 밀착한 상태에서 20cm 를 20cm/sec의 속도로 마찰 이동하며, 이때 시편과 노면의 마찰로 인하여 debris 가 발생된다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ionic interaction을 이용한 열가역성 탄성체는 ionic group들 간의 network structure 형성으로 어떠한 특성을 나타내는가? Van Duin등은 maleated polyethylene 또는 maleated EPDM에 Zn, K 등의 metal을 반응시켜서 형성된 metal-acid complex의 ionic interaction을 이용한 열가역성 탄성체를 연구 보고하였다.8 이러한 ionic interaction을 이용한 열가역성 탄성체는 도입된 ionic group들 간의 network structure 형성으로 cross-linking property를 나타내게 되고 고온에서는 aggregate된 분자들의 mobility가 증가되어 결합력이 약해짐으로서 열가역적인 성질을 나타낸다는 여러 결과들이 발표되었다.9,10 당 연구팀에서는 이러한 열가역성 이온 결합을 이용한 citraconated EPDM에 관한 연구를 보고한 바 있다.
사출 성형 공정에서 silane coupling agent는 어떠한 문제점을 가지는가? 이러한 반응을 통하여 실란 커플링제는 실리카의 분산성을 높이고 고무와의 결합력을 강화시켜 실리카의 보강성을 효율적으로 증대시키는 것으로 보고되어 왔다.6 하지만 사출 성형 공정에 있어서 silane coupling agent는 악취를 발생시키며, 재활용시 coupling agent와 기재간의 결합 파괴로 인하여 물성이 저하되기 때문에 SBS 복합재에 대한 사용이 부적합하다. 본 연구에 앞서 당 연구팀에서는 carboxyl group이 있는 극성 기재를 이용하여 실리카의 분산성을 향상시키는 법에 관한 연구를 보고한 바 있다.
SBS의 내마모성 개선을 위한 가장 범용적인 방법은 무엇인가? 대표적인 TPS 중 하나인 SBS (styrene-butadiene-styrene block copolymer)는 높은 가격 경쟁력, 우수한 기계적 강도 및 가공성의 장점을 갖는 소재이며, 이에대한 내마모성 개선 연구가 다양하게 이루어져 왔다. 내마모성 개선을 위한 가장 범용적인 방법으로써 실리카 첨가를 통한 내마모성 개선 연구가 다양하게 이루어져왔다.3-5 하지만, 실리카는 표면에 극성기인 silanol group(-OH)이 있어 비극성의 SBS와 상용성이 떨어지며, silanol group에 의한 강력한 filler-filler interaction에 의한 실리카의 agglomeration은 가공성 저하 및 분산성의 저하로 물성 보강 특성보다는 불순물로써 작용하여 오히려 물성이 저하되는 특성을 나타낸다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. Y. Lee, J. Jeong, and J. Park, Elast. Compos., 45, 4, 245 (2010). 

  2. E. J. Choi, J. H. Yoon, J. K. Jo, S. E. Shim, J. H. Yun, I. Kim, Elast. Compos., 45, 3, 170 (2010). 

  3. P. Sae-oui, C. Sirisinha, U. Thepsuwan, K. Hatthapanit, Polym. Test., 23, 871, (2004). 

  4. J. W. Ten Brinke, SC. Debnath, L.A.E.M. Reuvekamp, J.W.M. Noordermeer, Compos. Sci. Technol., 63, 1165 (2003). 

  5. H.D. Luginsland, J. Frohlich, A. Wehmeier, Rubber Chem. Technol., 75, 4, 563 (2002). 

  6. P. Sae-oui, C. Sirisinha, U. Thepsuwan, K. Hatthapanit, Eur. Polym. J., 42, 479 (2006). 

  7. Y. S. Choi, J. H. Lee, J. S. Kim, G. J. Kim, J. W. Bae, C. Y. Park, Autumn Academic Symposium of the Rubber Society of Korea, A-8, (2012). 

  8. R. A. Weiss, J. A. Fitzerald and D. Kim, Macromolecules, 24, 1071 (1991). 

  9. P. Antony, S. K. De, J. Macromol. Sci. Polym. Rev., C41, 41 (2001). 

  10. S. Bagrodia, G. L. Wilkes and J. P. Kennedy, Polym. Eng. Sci., 26, 662 (1986). 

  11. J. W. Bae, J. S. Kim, J. H. Lee, G. N. Kim, S. T. Oh, Y. H. Lee, H. D. Kim, Asian J. Chem., 25, 9, 5272 (2013) 

  12. K. Pyo and C. Park, Elast. Compos., 46, 4, 324 (2011). 

  13. A. C. M. Yang, J. E. Ayala, J. Campbell Scott, J. Mater. Sci., 26, 5826 (1991) 

  14. B. A. Brozoski, M. M. Colemam, P. C. Painter, Macromolecules, 17, 230(1984). 

  15. D. Kim, B.-H. Seo, H. Kim, H.-J. Paik, J. Kang, W. Kim, Elast. Compos., 47, 1, 54 (2012) 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로