천연고무에 있어서 유기화클레이가 가교속도와 데마티어특성에 미치는 영향

Abstract

컴파운딩법(compounding method)을 이용하여 organically modified layered silicate(OLS)로 보강된 NR nanocomposite을 제조하여 OLS별, 함량별로 삽입과 박리정도에 따른 mechanical properties 변화를 연구하였다. 개질하지 않은 Na+-MMT에 비해 개질된 OLS의 경우 mechanical properties에서 보다 나은 효과를 확인할 수 있었으며 OLS의 modified agent에 따른 변화도 확인할 수 있었다. OLS 중 OLS-15A의 mechanical properties가 가장 높았으나 3phr 이상 첨가할 경우 증가가 둔화되거나 오히려 떨어짐을 볼 수 있었다. 이는 순수한 기계의 힘에만 의존한 컴파운딩법은 OLS 분산 시 nanoparticle들의 층간 -OH기로 인한 강한 수소결합과 넓은 비표면적으로 인한 각 입자사이의 높은 반응성 등의 방해인자에 의하여 각각의 입자사이의 d-spacing의 간격을 벌이거나 완전 박리시키는데 미비한 효과가 나타났다고 판단된다. 그 중 OLS-15A가 비록 삽입과 박리현상이 가장 잘 일어나지만 그 함량에서는 3phr이라는 극히 적은 함량의 한계성을 가지는 것을 알 수 있었고 이는 X-RD 분석을 통하여 확인하였다. OLS 첨가 시 적정가교시간과 스코치시간이 빨라지는 현상을 볼 수 있었다. 이는 modified agent인 quaternary ammonium salt로 인한 것으로 판단되어지며 3phr 이상 첨가할 경우 속도가 둔화됨을 알 수 있었다. OLS 중 OLS-15A의 적정가교시간과 스코치시간이 가장 빨랐으며 OLS-93A의 속도가 가장 느림을 알 수 있었다. demattia property에서도 OLS-15A의 crack growth 속도가 가장 느리고 균열의 생성이 늦게 이루어졌다. 이는 박리정도에 따른 응집상태 및 삽입상태로 남아있는 클레이의 양에 따라 크게 변함을 알 수 있었다.

When montmorillonite(MMT) was compared with black and silica the better reinforcing-effect but dispersion was not good. MMT has a difficult dispersion in the rubber because it has the strong hydrogen bond and htdrophilic property. To ensure good compatibility between polymer and montmorillonite, modification of the MMT become necessary. That can be modified by cation exchange with organic ammonium salt or amines.