Maleated Polypropylene/Maleated EPDM/아연염 이오노머 블렌드와 클레이 나노복합체의 제조 및 특성

Abstract

mPP/mEPDM(40/60, 70/30) 블렌드에 ZnO와 스테아린산을 첨가한 이오노머블렌드 및 이러한 이오노머블렌드에 유기화클레이인 Closite 20A를 첨가한 나노복합체를 internal mixer에서 각각 용융 혼합법으로 제조하였으며, 이들의 미세구조, 기계적물성, 유변특성, 내열성 및 난연성 등을 조사하였다. 제조된 이오노머블렌드는 단순블렌드에 비해 우수한 인장강도, 파단신율 및 모듈러스 값을 나타내었으며, 특히, mPP/mEPDM의 비율이 40/60으로 고부가 주성분인 경우에는 전형적인 열가소성탄성체 거동을 나타내었다. 이오노머/클레이 나노복합체는 판상의 클레이 입자가 나노수준으로 분산된 삽입형/박리형 나노복합체 형태임을 XRD 및 TEM 분석으로부터 확인하였다. 제조된 나노복합체는 클레이 첨가량에 따라 인장모듈러스가 증가되었으며, 파단신율은 클레이 첨가량이 1, 3phr까지는 클레이 첨가하지 않은 이오노머블렌드에 비해 더 큰 값을 나타내었으나, 클레이 첨가량이 5phr일때는 클레이를 첨가하지 않은 블렌드에 비해 감소되었다. mPP/mEPDM의 비율이 70/30으로써 플라스틱이 주성분인 경우 이오노머블렌드는 단순블렌드에 비해 내충격성이 5배 가량 증가되었으며, 이러한 조성의 이오노머블렌드 /클레이 나노복합체의 경우 클레이 첨가량이 1phr일때는 내충격성이 클레이 첨가하지 않은 이오노머블렌드에 비해 약 2배 더 증가되었지만, 클레이 첨가량이 3phr이상이 되면 내충격성이 감소하였다. Cone calorimetry를 이용한 난연시험결과 이오노머블렌드는 단순블렌드에 비해 난연성이 증가되었으며, 이오노머블렌드에 클레이를 첨가함으로써 지속적으로 난연성이 증가되었다. Capillary rheometer를 이용하여 유변학적 특성을 조사한 결과 이오노머블렌드는 생성된 이온클러스터로 인해 단순블렌드에 비해 주어진 전단력 하에서 더 높은 전단응력과 용융점도를 나타내었다. 이오노머블렌드에 클레이를 나노크기로 분산시킨 나노복합체에서는 클레이 첨가량에 따라 전단응력과 융융점도가 지속적으로 증가하였으며, 특히, 나노복합체의 경우 전형적인 전단묽음(shear thinning)을 관찰할 수 있었다