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초음파 처리와 분말 크기가 재생 폴리프로필렌/폐타이어 분말 복합체의 기계적 특성에 미치는 영향

Effects of Ultrasonic Treatment and Particle Size on Mechanical Properties of Waste Polypropylene/WGRT Composites

이민지|방대석|김봉석|김진국|김성길|박종문|오명훈|김동학
한국자원리싸이클링학회|2015.04|자원리싸이클링 (Resources Recycling)|제24권 제2호|pp. 36-45|DOI http://dx.doi.org/10.7844/kirr.2015.24.2.36

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탈황compatibilizerultrasonic treatment초음파 처리폐타이어 분말상용화제재생 폴리프로필렌devulcanizationwaste PPwaste ground rubber tire (WGRT)
주제분류자원공학

초록

본 연구에서는 초음파 처리기가 die에 장착된 일축 스크류식 압출기를 이용하여 다양한 크기의 폐타이어 분말을 탈황시켰고, 치합형 이축 스크류식 압출기를 이용하여 재생 폴리프로필렌/탈황된 폐타이어 분말 복합체를 제조하였다. 40, 80, 140 mesh 크기의탈황되지 않은 폐타이어 분말과 탈황된 폐타이어 분말의 가교밀도와 탈황도를 계산하였고 각각의 기계적 특성을 비교하였다. 또한, 재생 폴리프로필렌과 탈황 전과 탈황 후의 폐타이어 분말 복합체에 대한 상용화제 SEBS-g-MA의 효과를 조사하였다. 가교밀도는 폐타이어 분말의 크기가 작아질수록 감소하였다. 반면에 탈황도는 작은 크기의 폐타이어 분말이 첨가될수록 증가하였다. 탈황된 폐타이어 분말이 첨가된 복합체의 인장강도, 충격강도, 신장률은 탈황되지 않은 폐타이어 분말이 첨가된 복합체보다 크게 증가했으며 첨가된 폐타이어 분말의 크기가 작을수록 복합체의 기계적 특성이 더욱 향상되었다. 재생 폴리프로필렌과 탈황 전과 탈황 후의 폐타이어 분말 복합체에 SEBS-g-MA를 첨가하였을 때 충격강도와 신장률이 큰 폭으로 증가하는 것이 관찰되었다.

Abstract

In this study, various sizes of waste ground rubber tire (WGRT) were devulcanized by a single screw extruder equipped with a sonicator in front of the die, and waste PP and devulcanized waste ground rubber tire (DWGRT) composites were prepared by an intermeshing co-rotating twin screw extruder. The crosslink density and percent devulcanization of WGRT and DWGRT for 40, 80 and 140 meshes were calculated. The mechanical properties of the composites were compared with each other. The effect of SEBS-g-MA as a compatibilizer was investigated on mechanical properties of both waste PP/WGRT and waste PP/ DWGRT composites. The crosslink density was decreased with decreasing the WGRT size. On the other hand, the percent devulcanization was increased by adding the smaller size of WGRT. Also, tensile strength, impact strength and elongation at break of the composite with DWGRT were higher than those with WGRT. Especially, mechanical properties of the composites were significantly increased by adding the smaller size of WGRT and DWGRT. Addition of SEBS-g-MA into both waste PP/ (D)WGRT composites exhibited better impact strength and elongation at break than the composites themselves.

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