KR101963735B1 - 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체 - Google Patents

기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기반응성 입자의 함량이 증가하여도 자기유변 탄성체의 기계적 물성이 거의 감소하지 않고 자기장 유도에 의한 동적특성이 유지되는 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체로서, 본 발명에 따른 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체는 에틸렌-아크릴 고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트 및 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더를 포함하는 조성물에 산화아연을 더 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 에틸렌-아크릴고무의 자기유변탄성체는 자기반응성 입자의 함량이 증가하여도 인장강도와 신장률 등의 기계적 물성은 거의 감소하지 않고 동적특성이 유지되는 효과를 가진다.

Description

기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체{Ethylene-Acrylic Rubber based magneto-rheological elastomer with improved mechanical properties and dynamic properties}
본 발명은 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기반응성 입자의 함량이 증가하여도 인장강도와 신장률 등의 기계적 물성은 거의 감소하지 않고 동적특성이 유지되는 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체에 관한 것이다.
자기유변성(Magneto-Rheological) 재료는 외부의 자기장에 의해 유변물성과 동적특성이 변하는 스마트 재료이다.
1948년 Rabinow에 의해 자기유변 효과가 발견된 이래 많은 연구자들이 자기유변 유체(MR Fluid: MRF), 자기유변 발포체(MR foam) 및 자기유변 탄성체(MR Elastomer: MRE)에 관해 연구를 하고 있다.
그러나 자기유변 유체(MRF)는 다음과 같은 몇 가지 문제점을 가지고 있다.
첫째, 매트릭스 유체와 입자는 밀도가 서로 다르기 때문에 보관중에 입자가 침전된다. 둘째, 매트릭스 유체를 담기 위한 적절한 용기가 필요하며 또한 유체의 누출을 막기 위한 씰링재가 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 매트릭스 유체가 탄성체로 대체된 자기유변 탄성체가 개발되었으며, 이를 이용하여 자동차의 방진부품을 제조하는 분야에 상당한 관심이 집중되어 있다.
자기유변 탄성체는 자기유변 유체와 구조적으로 유사한데 매트릭스가 유체가 아니라 탄성체로 대체된 재료이다. 즉, 탄성체 매트릭스에 자기장 응답입자가 포함되어 있는 구조이다.
이러한 자기유변 탄성체는 자기장 응답입자의 배향에 따라 등방성 자기유변 탄성체(i-MRE)와 이방성 자기유변 탄성체(a-MRE)로 나눌 수 있다.
등방성 자기유변 탄성체(i-MRE)의 경우 자기장 응답입자가 탄성체 매트릭스에 균일하게 분산되어 있는 반면 이방성 자기유변 탄성체(a-MRE)의 경우는 자기장 응답입자가 일정방향으로 배향되어 있는 구조를 취한다.
이와 같은 자기유변 탄성체 재료들은 외부 자기장 인가에 따라 모듈러스(Modulus)가 변하고 또한 우수한 자기유변 효과(MR effect)를 나타내기 때문에 댐핑 부품, 쇽 업소버, 소음차단 시스템, 절연체 및 마그네토 레지스터 센서 등과 같은 분야에 널리 사용되고 있다.
과거 수십 년 동안 자기유변 탄성체는 많은 관심을 받는 스마트 소재였으며 자기유변 탄성체의 매트릭스 탄성체로 클로로프렌고무, 천연고무, 폴리우레탄, 실리콘고무 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 등이 사용되어 왔다.
그러나 이러한 유기 탄성체들은 금속입자인 자기반응성 입자(Carbonyl Iron Powder: CIP)와의 계면결합력 부족으로 자기반응성 입자가 첨가될수록 인장강도와 신장률 등의 기계적 물성이 감소한다. 더불어 자기유변 탄성체의 동적특성도 감소된다.
유기 탄성체와 자기반응성 입자 사이의 상용성(相容性: Compatibility)을 개선하여 자기유변 탄성체의 기계적 물성과 동적 물성을 향상시키기 위한 다수의 연구들이 진행되어 왔다.
An 등은 자기반응성 입자를 실란 커플링제로 코팅하여 천연고무에 충전하였고 이를 통해 천연고무 자기유변 탄성체의 저장 모듈러스와 자기유변 효과가 증진되는 결과를 얻었다.
Qiao 등은 티타늄으로 코팅된 자기반응성 입자를 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌에 충전하였고, Pickering 등은 사철(iron sand)을 실란 커플링제로 코팅하여 천연고무에 충전하였다.
이와 같은 연구를 통해 표면처리되지 않은 자기반응성 입자를 사용할 경우보다 더 우수한 기계적 물성을 얻을 수 있었다.
Tian 등은 실란 커플링제를 스트론튬 페라이트(SrFe12O19 ) 나노입자에 코팅하여 니트릴고무에 사용함으로써 더 높은 손실인자(loss factor)를 가지는 자기유변 탄성체를 얻었다.
자기유변 탄성체의 자기응답 효과를 높이기 위해 자기반응성 입자를 표면처리하는 대신 가소제를 사용한 경우도 있는데, 자기유변 효과와 손실인자는 증가한 반면 저장 모듈러스와 인장강도 등 기계적 물성은 감소하였다.
이상에 언급한 방법들은 자기유변 탄성체의 자기유변 효과와 기계적 물성 등을 개선하기 위한 효과적인 방법이라고 보기에는 공정 측면에서 다소 복잡한 방법이기 때문에 상업적으로 응용되기에는 한계가 있었다.
따라서 자기유변 탄성체의 자기응답 특성 등을 최적화하기 위한 참신하고도 손쉬운 방법들이 필요하게 되어 본 발명을 도출하게 되었다.
본 발명의 목적은 자기반응성 입자의 함량이 증가하여도 자기유변 탄성체의 기계적 물성이 거의 감소하지 않고 자기장 유도에 의한 동적특성이 유지되는 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 자기반응성 입자의 첨가에 따라 기계적 물성 및 동적특성이 감소하는 특성을 보완하여 기계적 물성 및 동적특성을 향상시킨 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체로서, 에틸렌-아크릴고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트 및 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더를 포함하는 에틸렌-아크릴 고무의 조성물에 산화아연을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변탄성체는 에틸렌-아크릴 고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트, 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더 및 산화아연이 포함되는 에틸렌-아크릴 고무의 조성물에서 상기 산화아연이 상기 아민계 가교제와 Zn2+-N 배위결합을 형성하고 또한, 상기 산화아연이 상기 아민계 가교제의 아미노기와 상기 자기반응성 입자 표면의 카르보닐기 사이에 배위결합을 유도하는 촉매로 작용하여 상기 자기반응성 입자와 상기 에틸렌-아크릴고무 분자 사이의 계면 상용성을 증진시킨 결과에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변탄성체는 에틸렌-아크릴 고무 100중량부, 아민계 가교제 1.5중량부, 자기반응성 입자 176중량부에 산화아연 4~6중량부를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 자기반응성 입자의 첨가에 따른 에틸렌-아크릴고무 자기유변 탄성체의 기계적 물성 및 동적특성이 감소하는 특성을 보완하여 상기 자기유변 탄성체의 기계적 물성 및 동적특성을 향상시키는 방법으로서, 에틸렌-아크릴 고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트 및 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더를 포함하는 에틸렌-아크릴 고무의 조성물에 산화아연을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 자기반응성 입자의 함량이 증가하여도 자기유변 탄성체의 기계적 물성이 거의 감소하지 않고 자기장 유도에 의한 동적특성이 유지되는 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체를 제공하는 효과를 가진다.
도 1은 에틸렌-아크릴고무에 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물의 적외선 분광광도(FT-IR) 시험결과이다.
도 2는 에틸렌-아크릴고무에 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물의 X선 광전자 분광(XPS) 시험결과이다.
도 3은 산화아연의 첨가량에 따른 에틸렌-아크릴고무 조성물의 인장물성을 나타내는 그래프이다.
도 4는 산화아연의 첨가량에 따른 에틸렌-아크릴고무 조성물의 가교도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 에틸렌-아크릴고무 조성물의 Zn2+와 Diak No.1 의 배위결합 구조식이다.
도 6은 자기반응성 입자가 첨가되고 산화아연이 첨가되지 않은 자기유변 탄성체의 전자현미경 분석사진이다.
도 7은 자기반응성 입자와 산화아연이 첨가된 자기유변 탄성체의 전자현미경 분석사진이다.
도 8은 자기반응성 입자가 에틸렌-아크릴고무로 둘러싸여 있는 전자현미경 분석사진이다.
도 9는 자기반응성 입자와 아민 경화제 사이의 반응 메카니즘을 나타내는 반응식이다.
도 10은 산화아연이 첨가된 자기유변 탄성체에서 자기반응성 입자의 첨가량에 따른 기계적 물성결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 자기장 인가 세기에 따른 자기유변 탄성체의 저장 모듈러스를 나타내는 그래프이다.
도 12는 산화아연의 첨가 유무에 따른 자기유변 탄성체의 자기장유도 저장 모듈러스를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
[제조예 1]
<에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM Compound)의 제조>
산화아연의 첨가량에 따른 에틸렌-아크릴고무 조성물의 조성을 표 1에 나타내었다.
조성물 구분 AEM ZnO DOTG Stearic
acid		 VAM Diak
No.1
AEM-C1 100 0 4 1.5 1.5 1.5
AEM-C2 100 2 4 1.5 1.5 1.5
AEM-C3 100 4 4 1.5 1.5 1.5
AEM-C4 100 6 4 1.5 1.5 1.5
AEM-C5 100 8 4 1.5 1.5 1.5
표 1에서 DOTG(1,3-di-O-tolylguanidine)는 구아니딘계 가교 촉진제이고, VAM(Polyoxyethylene octadecyl ether phosphate)은 가공 보조제의 상품명이며, Diak No.1은 아민계 가교제인 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Hexamethylene diamine carbamate)의 상품명이다.
이하 시험예 1-1, 1-2, 1-3에서 산화아연이 첨가되지 않은 에틸렌-아크릴고무 조성물은 상기 표 1의 AEM-C1 조성물에 해당하고, 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물은 상기 표 1의 AEM-C3 조성물에 해당하며, 각 조성물을 시료로 사용하기 위해 170℃에서 30분 동안 가열하여 경화시켰다.
[시험예 1-1]
<적외선 분광 광도(FT-IR) 시험결과>
도 1은 아민계 가교제인 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Diak No.1), 산화아연이 첨가되지 않은 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM) 및 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM-ZnO)의 적외선 분광광도 시험결과이다.
헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Diak No.1), 고무조성물 시료들(AEM, AEM-ZnO)은 각각 KBr 펠렛과 ATR(attenuated total reflectance)로 측정되었다.
시험결과 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Diak No.1)의 경우 3338, 2925, 2854, 1636, 1556cm-1에서 각각 N-H 신축진동(stretching vibration), C-H 대칭 신축진동(symmetric stretching vibration), 비대칭 신축진동(anti-symmetric stretching vibration), C=O 신축진동 및 C-N 굽힘진동(bending vibration)에 해당하는 흡수 피크를 나타내었다.
산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM-ZnO)의 경우는 2925, 2854, 1727, 1432, 1155cm-1에서 각각 C-H 대칭 신축진동, C-H 비대칭 신축진동, C=O 신축진동, C-H3 신축진동 및 O-CH3 신축진동에 해당하는 흡수 피크를 나타내었다.
산화아연이 첨가되지 않은 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM)의 경우와 비교할 때 1609cm-1에서 새로운 흡수 피크가 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM-ZnO)에서 나타났으며, 이는 산화아연의 아연 이온(Zn2 +)과 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Diak No. 1)의 아미노기 사이에 형성된 Zn2 +-N 배위결합에 의한 것으로 판단된다.
이와 더불어 1539cm-1에 나타난 새로운 흡수 피크는 산화아연이 첨가된
에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM-ZnO)에 스테아린산 아연(zinc stearate)이 존재함을 나타낸 결과라고 판단된다.
또한, 400~550cm-1에서의 흡수 영역대는 Zn-O 사면체(tetrahedral) 결합에 의해 초래되었다.
[시험예 1-2]
< X선 광전자 분광(XPS) 시험결과>
상기 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM-ZnO)의 Zn2 +-N 배위결합 여부를 도 2의 X선 광전자 분광 시험결과를 통해 추가적으로 확인하였다.
산화아연이 첨가되지 않은 에틸렌-아크릴고무 조성물(AEM)의 경우, 399.05의 결합 에너지를 가지는 주 피크가 원소 N(1s)에서 관찰되었고, 이는 유리 아민(Free Amine)에 해당한다.
산화아연이 에틸렌-아크릴 고무에 첨가되면(AEM-ZnO), 397.05 eV의 결합 에너지를 가지는 추가 피크가 관찰되는데 이는 아미노기가 Zn2 +와 배위결합(N-Zn)된 N 원자에 해당된다.
[시험예 1-3]
<기계적 물성과 가교도>
산화아연의 첨가량에 따른 에틸렌-아크릴고무 조성물의 기계적 물성을 도 3에 나타내었다.
산화아연이 첨가되지 않는 경우(ZnO loading 0 phr), 인장강도와 신장률은 각각 1.92MPa, 276%였는데, 산화아연이 2phr 첨가되었을 때 인장강도는 5.91MPa, 신장률은 470%, 4phr 첨가되었을 때는 인장강도 9.29MPa, 신장률 606%로 증가하였다.
그리고 산화아연을 4phr 이상 첨가해도 기계적 물성은 더이상 증가하지 않았다. 가교도 역시 산화아연의 첨가에 따라 증가하다가 4phr 이상에서 더이상 증가하지 않았다(도 4 참조). 이는 앞서 언급한 바와 같이 배위결합(metal-ligand 복합구조) 형성 때문이라고 판단된다.
경화제로 아민계 가교제(Diak No.1)를 사용하고 산화아연이 첨가된 에틸렌-아크릴고무 조성물의 배위결합 구조를 도 5에 나타내었다.
아민계 가교제인 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(청색 표시)가 에틸렌-아크릴고무 분자(적색 표시)와 결합되며 아민계 가교제(청색 표시)의 아미노기에서 N 원자가 고립전자쌍이기 때문에 Zn2+와 배위결합을 형성한다.
이와 같은 반응 메카니즘으로 에틸렌-아크릴고무 매트릭스에서 산화아연과 아미노기 사이의 반응 및 이로 인한 기계적 물성의 향상을 설명할 수 있다.
[제조예 2]
<에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체(AEM-MRE) 제조>
자기반응성 입자(CIP)의 첨가량에 따른 에틸렌-아크릴고무 자기유변 탄성체의 조성을 표 2에 나타내었다.
조성물
구분		 AEM CIP ZnO DOTG Stearic
acid		 VAM Diak
No.1
AEM-ZnO 100 0 5 4 1.5 1.5 1.5
AEM/CIP-MRE0 100 176 0 4 1.5 1.5 1.5
AEM/CIP-MRE1 100 46 5 4 1.5 1.5 1.5
AEM/CIP-MRE2 100 103 5 4 1.5 1.5 1.5
AEM/CIP-MRE3 100 176 5 4 1.5 1.5 1.5
AEM/CIP-MRE4 100 273 5 4 1.5 1.5 1.5
표 2의 DOTG, VAM, Diak No.1은 상기 표 1의 DOTG, VAM, Diak No.1과 동일한 물질이며, CIP(Carbonyl iron particle: 카르보닐 아이언 파우더)는 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅되어 있다.
표 2에서 자기반응성 입자(CIP)의 첨가량 46, 103, 176, 273은 각각 에틸렌-아크릴고무(AEM) 100 중량부에 대한 중량부(phr)를 나타내며, 상기 자기반응성 입자(CIP)의 첨가량 46, 103, 176, 273을 에틸렌-아크릴고무(AEM)의 체적에 대한 vol%로 산정하면 각각 10, 20, 30, 40vol%가 된다.
이하 시험예 2-1, 2-2에서 시료로 사용하기 위해 상기 표 2의 각 조성물을 170℃에서 30분 동안 가열하여 경화시켰다.
[시험예 2-1]
<산화아연의 첨가 유무에 따른 에틸렌-아크릴고무 자기유변 탄성체(AEM-MRE)의 전자현미경 분석시험>
도 6은 자기반응성 입자가 30vol% 첨가되고 산화아연이 첨가되지 않은 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체(상기 표 2의 AEM/CIP-MRE0 조성물)에 대한 전자현미경(SEM) 분석사진이다.
도 6에 나타난 바와 같이 자기반응성 입자가 균일하게 분산되어 있음을 알 수 있다.
그러나 자기반응성 입자와 에틸렌-아크릴고무 매트릭스 사이에는 계면결합이 부족함을 알 수 있다. 매트릭스 내에 검정색으로 나타난 구멍들은 전자현미경(SEM) 분석을 위하여 냉동파쇄하는 공정 중에 계면결합의 부족으로 제거된 자기반응성 입자로 인해 발생한 구멍이라고 판단된다.
도 7에는 자기반응성 입자가 30vol% 첨가되고 산화아연도 5phr 첨가된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체(상기 표 2의 AEM/CIP-MRE3 조성물)에 대한 전자현미경(SEM) 분석사진이 나타내어져 있다.
도 7에 나타난 바와 같이 이 경우에는 자기반응성 입자와 에틸렌-아크릴고무 매트릭스 사이의 계면결합이 우수함을 볼 수 있다. 도 6에 나타났던 검정색 구멍들은 사라졌으며 도 8에 나타난 바와 같이 자기반응성 입자가 에틸렌-아크릴고무로 둘러싸여 있음을 알 수 있다.
도 9에 자기반응성 입자와 아민계 가교제 사이의 반응 메카니즘을 나타내었다.
여기서 산화아연은 촉매로 작용하였고, 산화아연 4~6 phr을 사용하여 에틸렌-아크릴고무의 경화제인 아민계 가교제의 아미노기와 자기반응성 입자(CIP) 표면의 카르보닐기 사이의 배위결합을 유도함으로써, 자기반응성 입자(CIP)와 에틸렌-아크릴고무 매트릭스 간의 계면 상용성이 증진되어 에틸렌-아크릴고무 매트릭스의 기계적 물성이 향상되었다.
이와 같이 에틸렌-아크릴고무의 경화제인 아민계 가교제의 아미노기와 자기반응성 입자(CIP) 간의 배위결합에 의해 자기반응성 입자(CIP)의 첨가로 인한 자기유변 탄성체의 기계적 물성이 감소하는 특성이 보완될 수 있다.
즉 매트릭스가 외부의 변형을 받을 때 주 사슬을 이루고 있는 공유결합을 대신하여 배위결합 부분이 일종의 희생결합(sacrificial bond)으로 작용함으로써, 외부에서 가해지는 기계적 에너지를 이 부분이 소비하게 되고 이로 인해 전체적인 공유결합 부분이 유지됨으로써 매트릭스의 기계적 물성이 자기반응성 입자가 첨가되더라도 감소하지 않고 유지되는 것이다.
[시험예 2-2]
<기계적 물성과 자기유도 동적특성>
산화아연이 첨가된 자기유변 탄성체에서 자기반응성 입자의 첨가량에 따른 기계적 물성결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에서 자기반응성 입자의 첨가량(CIP content) 0, 10, 20, 30, 40vol%에 대한 시험결과는 각각 표 2의 AEM-ZnO, AEM/CIP-MRE1, AEM/CIP-MRE2, AEM/CIP-MRE3, AEM/CIP-MRE4 조성물에 대한 것이다.
도 10에 나타낸 바와 같이 산화아연이 첨가된 경우 자기반응성 입자(CIP)의 첨가량이 증가되어도 자기유변 탄성체의 인장강도는 거의 감소하지 않았고 신장률은 약간 감소하였다.
한편 산화아연이 첨가되지 않은 경우(표 2의 AEM/CIP-MRE0)에 대한 조성물의 인장강도 및 신장률은 아래 표 3과 같이 산화아연이 첨가된 경우에 비해 상당히 낮아, 산화아연의 첨가에 의해 자기유변 탄성체의 기계적 물성이 크게 개선됨을 알 수 있다.
구 분 Tensile strength (MPa) Elongation at break (%)
AEM/CIP-MRE0 (CIP; 30 vol%,
ZnO; O phr)		 1.81±0.07 280±16
AEM/CIP-MRE3 (CIP; 30 vol%,
ZnO; 5 phr)		 8.19±0.56 481±31
이는 앞에서 설명한 바와 같이 산화아연이 에틸렌-아크릴고무 조성물의 가교제로 사용되는 헥사메틸렌 디아민 카바메이트(Diak No. 1)의 아미노기와 Zn2 +-N 배위결합을 형성할 뿐만 아니라, 자기반응성 입자(CIP)와 상기 아미노기 사이의 반응을 촉진하는 촉매로 작용하여 자기반응성 입자(CIP)와 에틸렌-아크릴고무(AEM) 분자 사이의 계면 상용성을 증진시킨 결과라고 판단된다.
도 11에 산화아연이 첨가된 경우(hollow: 상기 표 2의 AEM/CIP-MRE3 조성물) 및 첨가되지 않은 경우(solid: 상기 표 2의 AEM/CIP-MRE0 조성물)의 자기장 인가 세기에 따른 자기유변 탄성체의 저장 모듈러스(storage modulus : G')를 나타내었다.
도 11에 나타낸 바와 같이 자기장이 0mT에서 900mT로 증가함에 따라 어느 경우나 저장 모듈러스(G')는 증가하나, 산화아연이 첨가되면 첨가되지 않은 경우에 비해 저장 모듈러스( G')가 더 높아짐을 알 수 있다.
또한, 자기장 인가에 의해 저장 모듈러스(G')가 변하는 정도인 자기장유도 저장 모듈러스(ΔG' : G'900mT-G'0mT : magnetic-induced storage modulus)를 도 12에 나타내었으며, 도 12에 나타낸 바와 같이 산화아연의 첨가로 인해 자기장유도 저장 모듈러스(ΔG')도 크게 증가하였다.
이와 같이 산화아연의 첨가로 인해 자기유변 탄성체의 저장 모듈러스(G')가 증가할뿐만 아니라 자기장유도 저장 모듈러스(ΔG')도 증가하였으며. 자기장유도 저장 모듈러스(ΔG')의 증가는 아래 식 1에 의해 자기유변 효과(MR effect)의 증가로 이어지고, 자기유변 효과(MR effect)가 커질수록 외부진동을 흡수할 수 있는 영역대가 증가하는데, 이는 자기유변 탄성체가 구비해야 할 주요특성이기도 하다.
MR effect(%) = {(G'1 - G'0)/ G'0 } x 100--------------------[식 1]
여기서 G'0 는 동적시험 시 자기장을 부여하지 않았을 때의 저장 모듈러스(storage modulus: elastic modulus)이고, G'1은 자기장을 부여하였을 때의 저장 모듈러스(storage modulus: elastic modulus)이다.
본 발명의 보호범위가 앞에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 구성에 대한 자명한 변경이나 치환에 의해 본 발명의 보호범위가 제한될 수 없음도 첨언한다

Claims (4)

  1. 자기반응성 입자의 첨가에 따라 기계적 물성 및 동적특성이 감소하는 특성을 보완하여 기계적 물성 및 동적특성을 향상시킨 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체로서,
    에틸렌-아크릴 고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트 및 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더를 포함하는 에틸렌-아크릴 고무의 조성물에 산화아연을 더 포함하여 이루어지는 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변 탄성체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화아연이 상기 아민계 가교제와 Zn2+-N 배위결합을 형성하고 또한, 상기 산화아연이 상기 아민계 가교제의 아미노기와 상기 자기반응성 입자 표면의 카르보닐기 사이에 배위결합을 유도하는 촉매로 작용하여 상기 자기반응성 입자와 상기 에틸렌-아크릴고무 분자 사이의 계면 상용성을 증진시킨 결과에 의해 이루어지는 기계적 물성 및 동적특성이 향상된 에틸렌-아크릴고무의 자기유변탄성체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    에틸렌-아크릴 고무 100중량부, 아민계 가교제 1.5중량부, 자기반응성 입자 176중량부에 산화아연 4~6중량부를 포함하여 이루어지는 에틸렌-아크릴고무의 자기유변탄성체.
  4. 자기반응성 입자의 첨가에 따른 에틸렌-아크릴고무 자기유변 탄성체의 기계적 물성 및 동적특성이 감소하는 특성을 보완하여 상기 자기유변 탄성체의 기계적 물성 및 동적특성을 향상시키는 방법으로서,
    에틸렌-아크릴 고무, 아민계 가교제로서 헥사메틸렌 디아민 카바메이트 및 자기반응성 입자로서 표면에 카르보닐기가 코팅된 아이언 파우더를 포함하는 에틸렌-아크릴 고무의 조성물에 산화아연을 추가로 첨가하여 에틸렌-아크릴고무 자기유변탄성체의 기계적 물성 및 동적특성을 향상시키는 방법.
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