Quantitative analysis of EVA-clay nanocomposite via rheological method
- 주제(키워드) EVA , clay , composite , rheology
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이재욱
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046399
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초록/요약
Ethylene Vinyl Acetate(EVA)는 가공이 쉽고 유연성과 탄성이 좋으며, vinyl acetate의 함량을 조절함으로써 쉽게 물성을 조절할 수 있기 때문에 신발, 접착제, 필름, 태양전지 등 다양한 산업 분야에서 사용된다. 유기 클레이는 EVA matrix 내에 층간 삽입 혹은 박리되는 형태로 분산되어 기계적, 열적 물성을 증가시킨다. 나노 클레이의 박리•분산 되는 정도가 클수록 기체 투과도가 낮아지며 투명성은 증가한다. 용융 공정에서 클레이의 분산도를 조절하는 데 용이하게 사용할 수 있는 것이 초음파를 가하는 방법이 있다. 용액에서의 초음파의 효과에 대해서는 많이 연구되어 왔으나, 용융 고분자에 대해서는 알려진 바가 거의 없다. 이 연구에서는 용융 상태에서의 나노복합체 제조 시 입자의 분산에 미치는 초음파의 영향에 대하여 조사하였다. 31%의 vinyl acetate 함량을 가진 EVA31과 서로 다른 유기치환기를 갖는 두 가지 유기 클레이(Cloisite 15A, Cloisite 30B)를 가지고 회분식 믹서를 이용하여 나노복합체를 제조하였다. Scanning Electron microscope(SEM)와 X-ray Diffraction(XRD)를 이용하여 표면을 관찰하고 클레이의 층간 거리를 측정하였다. 정량 분석을 위해서 유변학적 방법을 이용하였으며, 프랙탈 이론에 적용하여 분산성을 알아보고 thixotropy를 관찰하였다. 층간 삽입된 경우에 비하여 박리되었을 때의 분산성이 더 높은 것을 확인하였으며, 초음파를 가했을 때 분산성이 더 향상되는 것을 볼 수 있었다. Modulus와 yield stress, flow reversal test를 통해 클레이의 percolation에 의한 그물 구조 형성을 확인하였다.
more초록/요약
Ethylene Vinyl Acetate(EVA) is used in various industrial fields like shoes, adhesive, film, solar cells because of the processibility, flexibility, elasticity and ease to adjust the properties by control the vinyl acetate content. Organoclay is dispersed in EVA matrix as intercalated or exfoliated form and enhances the thermal, mechanical properties. The gas permeability reduces and transparency increases when dispersity of nanoclay is high. To control the dispersity of clay during melt process, ultrasound is used. The effect of ultrasound on melt polymer is hardly known while that in solution is studied broadly. In this study, the effects of ultrasound on particle distribution at manufacturing nanocomposite by melt process were investigated. EVA31, having 31% VA content, was mixed with two different sorts of organoclay, Cloisite 15A and Cloisite 30B which have different organic modifier, by internal mixer. Using Scanning Electron Microscope(SEM) and X-ray Diffractometer, surface morphology was observed and distance of clay interlayer was measured. To quantitative analysis, rheological measurements were used and applied with fractal dimension theory to investigate the dispersity of clay particle thixotropic properties. The degree of dispersion was better at exfoliated nanocomposite than intercalated one. Dispersity increased when sonication applied. Percolation nerwork structure was confirmed via storage modulus, yield stress and flow reversal test.
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