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테르펜 개질 페놀 수지 구조에 따른 배합고무 물성 변화
김건옥 ( Kun Ok Kim ),김도형 ( Do-heyoung Kim ),송요순 ( Yo Soon Song ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.3
테르펜 개질 페놀 수지는 타이어의 주행 안전성과 관련 있는 웨트 트랙션과 연비와 관련된 구름저항을 개선하기 위해 사용한다. 이 시험은 테르펜 개질 페놀 수지의 기본 구조가 각각 알파 피넨, 베타 피넨, 델타 리모넨으로 달리한 수지를 타이어 트레드 배합물에 첨가하여 알킬 페놀 수지의 배합물과 물성 차이를 비교하였다. 알킬 페놀 수지는 웨트 트랙션과 관련 있는 0 ℃에서 탄젠트 델타가 테르펜 개질 페놀 수지와 큰 차이가 없지만 구름저항과 관련 있는 80 ℃에서 탄젠트 델타가 높게 나타나 연비 개선 효과가 적었다. 테르펜 개질 페놀 수지 중 베타 피넨은 웨트 트랙션과 연비 개선 효과가 다른 수지에 비해 고르게 나타났으며, 델타 리모넨 수지는 웨트 트랙션 개선효과가 가장 좋았고, 인장강도 및 마모 성능은 알킬 페놀 수지가 비교적 높게 나왔다. 모든 테르펜 개질 수지는 구름저항에서 알킬 페놀 수지보다 우수하여 연비 개선효과 좋다고 할 수 있으며, 블랭크에 비해 다른 특성도 나아지는 효과를 보였다. 이 시험에서 사용된 페놀 수지의 특성을 참고하여 타이어 컴파운드를 배합할 때 개질된 테르펜 페놀 수지를 선택하면 웨트 트랙션, 구름저항 등의 특성을 효과적으로 개선한 컴파운드를 만들 수 있다. Terpene-modified phenolic resins were used to improve the tires wet traction related to the driving safety and also rolling resistance related to fuel efficiency. In this work, alpha-pinene, beta pinene, and delta limonene resins, which constitute different basic structures of terpene-modified phenolic resins, were individually added to the tread compounds of tires and their physical properties were compared with those of the alkyl phenol resin compounds. Alkyl phenolic resins showed no significant difference in tangent delta from terpene-modified phenolic resins at 0 ℃, which is related to wet traction, but showed higher tangent delta at 80 ℃, which is related to rolling resistance, indicating smaller fuel efficiency improvement effects. Among the terpene-modified phenolic resins, beta pinene one showed improved wet traction and fuel efficiency compared to those of other resins. Delta limonene resin showed the best wet traction improvement effect, and alkyl phenolic resins showed relatively high tensile strength and abrasion property. All terpene-modified resins exhibited better rolling resistance than those of alkyl phenolic ones so that they can be said to have better fuel efficiency improvement effects and also to improve other properties compared to those of blanks. Terpene-modified phenolic resins could be used when mixing tire compounds referring to the properties of the phenolic resins revealed in this work, which could result in preparing compounds with improved wet traction and rolling resistance.
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김정수 ( Jung Soo Kim ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2013 한국안전학회지 Vol.28 No.3
Many occupational workers or professionals have to walk on the various floors for a long period of time. The objective of this study was to develop the safety shoes with increased traction through the material selection. In order to fulfill our objective, first, two kinds of filler were selected to compare the wear mechanism at outsole surface. The developed rubber materials were tested with two kinds of portable slip meters. The sample safety shoes with developed rubber materials were also tested with subject in the laboratory. During walking, the safety shoes were naturally abraded with counter surface. The coefficient of friction (COF) was gradually decreased with number of steps to 30,000, while the COF was abruptly increased from 30,000to 40,000. The experimental results showed that COF tested with silica rubber was at least 10% higher than that with carbon black rubber in wet or detergent condition. It has been well recognized that filler properties play a important role in wet traction in the tire industry. However it has been unclear that filler properties would be decisive factor in safety shoes. Our study shows that silica exhibits a higher slip resistance than carbon black without reference to wear states in wet or detergent condition. So, this results will provide guides for outsole compounders to develop new products and improve product performance.
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가교제 증량이 트레드용 실리카 컴파운드의 물성에 미치는 영향
서병호 ( Byeong Ho Seo ),김기현 ( Ki Hyun Kim ),김원호 ( Won Ho Kim ) 한국고무학회 2013 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.48 No.3
본 연구는 황과 가교 촉진제의 함량이 달리 적용된 acrylonitrile styrene-butadiene rubber (ANSBR)/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 내마모특성 뿐만 아니라 경도, 모듈러스와 같은 컴파운드의 기계적 특성은 높은 가교도에 기인하여 향상되었다. 동적 점탄특성에서는 가교도의 증가와 함께 유리전이온도 (Tg) 가 상승하여 0℃ 영역에서의 tan δ 값이 향상되었고, 60℃영역에서의 tan δ 값이 감소되었다. 초기 가교 속도 (t1)는 60℃의 tan δ 값과 선형적인 관계를 나타내었다. 이는 가교제의 증량으로 초기 가교 속도 (t1)가 빨라져 조기에 가교가 시작됨으로써 filler network 의 발달을 억제시킨결과에 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℃에서의 tan δ 를 결정하는 매우 중요한 변수임을 알 수 있다. 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 enhanced cross-linking reactivity by the increased amounts of sulfur and vulcanization accelerators. Also, abrasion resistance and the mechanical properties such as hardness and modulus of the compounds were improved by enhanced degree of cross-linking of the compounds. For the dynamic properties, tan δ value at 0℃ was increased due to the increase of glass transition temperature (Tg) by enhanced degree of cross-linking of the compound, and tan δ value at 60℃ was decreased. Initial cure time (t1) showed the linear relationship with tan δ value at 60℃. This result is attributed that reduced initial cure time (t1) of compounds by applying increased amount of curatives can form cross-linking in early stage of vulcanization that may suppress development of filler network. This result is verified by observation on the surface of annealed compounds using AFM (atomic force microscopy). Consequently, decreased initial cure time is considered a very important parameter to reduce tan δ at 60℃ through reduced re-agglomeration of silica particles.
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