石膏를 包含한 PVC復合體의 物性에 관한 硏究 = A Study on the Properties of PVC Complexes Containing Gypsum

국문 초록 (Abstract)

요약
PVC 수지의 충격강도를 보강하기 위하여 충격보강제로 가소제를 첨가하거나 공중합을 하는 방법들이 있으나 강인화의 측면에서는 효과가 있는 반면, 인장강도와 연화점등의 물성을 저하시킨다. 또한 PVC는 열과 광에 의해서 불안정하고 쉽게 분해되므로 안정제나 기타 첨가제의 사용이 필요하다. 안정제는 Free Radical의 생성 방지 및 억제 능력을 가지고 있어서 재료의 가공에 큰 영향을 주지 않을수록 좋으며, 또한 강하고 질긴 특성을 갖는 새로운 재료가 요구된다.
본 연구에서는 PVC수지에 첨가되는 고가의 충격보강제(MBS)대신에 TP-, WS-P, CaO 등을 함유하고 있는 산업부산물인 석고(남해화학), Pb계의 복합안정제, CaCo₃를 함유한 PVC복합체의 역학적 성질을 혼합 성분비에 따라 측정하였다. 그 결과 석고의 양이 8.46wt%일 때 인장강도가 497.60Kg_f/㎤으로 가장 높은 값을 보였으며, 충격강도는 석고가 첨가되었을 때 감소하였다. 이는 PVC와 TP-, WS-P, CaO등을 포함한 석고와의 상용성에 따른 결과로 생각된다. 열중량 분석(TGA)결과 약 275℃에서 열분해를 시작하였으며, 열분해 후 잔존량은 첨가되는 석고의 양에 비례했으며, 시차주사 열량계(DSC)측정결과 쓰은 석고으 l양이 8.46wt%일 때 87.29℃로 가장 낮은 값을 보였다. 열분석 결과에서 석고의 양이 8.46wt%일 때 열안정성이 증가하였다. 역학적 물성과 열안정성 측정 결과를 비교하면 석고의 양이 8.46wt%일 때 역학적 물성과 열안정성이 모두 향상되었음을 알 수 있다. 배율을 5,000배로 관찰한 SEM 측정결과와 IR 측정결과는 석고와 PVC의 블렌드 상태로의 구조를 확인할 수 있었다. X-ray 회절 분석결과에서는 34° (2θ)에서 PVC의 특성 peak를 관찰할 수 있었으며, 19°(θ)에서 석고의 특성 peak를 관찰할 수 있었고, X-ray 회절 분석결과에서도 SEM과 IR에서와 마찬가지로 석고와 PVC가 블렌드되어 있음을 보인다.
이와 같은 결론은 남해화학에서 대량으로 폐기되는 석고가 충격강도를 크게 요구하지 않고 내열성이나 인장강도를 요구하는 충진제나 플레이트용 첨가제로서 사용 가능하다는 것을 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Abstract
A Study on the Properties of PVC Complexes Containing Gypsum
Choi, Chang-Yong
Dept. of Polym. Sci. & Eng.
The Graduate School
Sunchon National University
Advisor : Prof. Kim, Myung-Yul
Commonly, the addition of the plasticizer as a impact modifier and the copolymerization are used to increase to impact strength.
These methods are effective to toughness, but decrease to properties as like tensile strength and softening point. Also, because PVC is unstable against heat and photo, stabilizer and another additives must add to when process the PVC. The stabilizer has an ability of prevention and control to generation of free radical and has no influence of processing of material. Therefore, we demand a new material which is strong and tough
In this study, mechanical properties of PVC complexes containing the gypsum (Namhae Chemical co.) which contains TP-, WSP-, CaO, etc., Pb-species stabilizer, and CaCo₃ were investigated as a function of the content.
As a Result, Tensile strength shows the maximum value(497.60 kg_f/㎤)when the gypsum is mixed with PVC the extent of 8.46wt%, but impact strength decreases. From these results, it is suggested that the gypsum containing CaO is compatible with PVC. Thermogravimetric analysis(TGA) showed that pyrolysis starts about 275℃, and residual weight(%) increased with the amount of the gypsum, and differential scanning calorimetry(DSC) showed that Tm shows the maximum value (326.47℃) when the gypsum is mixed with PVC the extent of 8.46% and Tg shows the minimum value (87.29℃) when the gypsum is mixed with PVC the extent of 8.46wt%. From these results, thermal stability increase when the gypsum is mixed with PVC the extent of 8.46wt%. As compared these results, both mechanical properties and thermal improve. Scanning electron microscope (SEM : 5,000 times) and infraredspectrometry (IR) measurement also showed their blends and structures. Similar to SEM and IR, X-ray diffraction also shows blends as PVC and gypsum.
These conclusion show that the waste-gypsum (Namhae Chemical co.) can be used to the filler or the additive for plate which demand the tensile strength and heat-resistance prior to the impact strength.

목차 (Table of Contents)

• 차례
• 표목차 = i
• 그림목차 = ii
• Abstract = iv
• I. 서론 = 1
• 1. PVC수지의 중합 및 특징 = 1
• 1.1 PVC수지의 중합 = 1
• 1.2 PVC수지의 특징 = 3
• 2. PVC수지용 첨가제 및 동향 = 4
• 2.1 첨가제의 정의 = 4
• 2.2 가소제(Plasticizer) = 5
• 2.3 충격보강제(Reinforcing Agent) = 7
• 2.4 충진제(Filler) = 8
• 2.5 열안정제(Heat Stabilizer) = 9
• 3. 연구 배경 및 목적 = 11
• 3.1 연구 배경 = 11
• 3.2 연구목적 = 13
• II. 실험 = 15
• 1. 실험재료 = 15
• 2. Blend 및 시편제조 = 16
• 3. 실험방법 = 17
• 3.1 인장강도와 연신율 측정 = 17
• 3.2 충격강도 측정 = 17
• 3.3 열적 안정성 측정 = 17
• 3.4 결정성 및 단면의 구조 측정 = 18
• III. 결과 및 고찰 = 19
• IV. 결론 = 33
• V. Reference = 35
• 요약 = 41
• 부록 1. 각 시편의 TGA결과 = 43
• 부록 2. 각 시편의 DSC결과 = 46