HDPE/Nylon 블렌드의 모폴로지와 투과 특성

이상영; 김두호; 김성철

Korean Journal of Rheology, Vol.5, No.2, 125-135, December, 1993

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HDPE/Nylon 블렌드의 모폴로지와 투과 특성

Morphology and Barrier Properties of HDPE/Nylon Blend

이상영, 김두호, 김성철

초록

고밀도 폴리에틸렌(High density polyethylene, HDPE)내에 차단성 수지인 나일론(Nylon)이 분산된 블렌드의 모폴로지와 유기 용제에 대한 차단성에 대해 연구하였다. 나일론이 구형, 실린더 및 판상 구조 형태를 가지며 분산된 블렌드를 가공조건을 변화시켜 제조하였다. 블렌드의 모폴로지가 유기 용제의 차단성에 끼치는 영향을 알아보기 위하여 투과시험을 하였으며 수치 모사를 통하여 투과도를 이론적으로 예측해 보았다. 동일한 나일론 양에서 분산상인 나일론이 구형 또는 실린더 형태를 갖는 경우 투과액에 대해 낮은 차단성을 보이는데 반하여, 판상 구조를 갖게 되는 경우에는 차단성이 크게 상승함을 관찰할 수 있었다. 이는 판상 구조 형태를 취함으로써 블렌드내에서의 투과액의 투과 경로가 길어졌기 때문이다. 나일론 층의 여러 기하학적인 형태 변화에 대해 GRM(Generalized Rayleigh-Maxwell) 관계식 및 이를 수정한 식을 이용하여 투과도를 예측하여 보았다. 나일론 층의 중첩도가 높다고 가정한 경우가 중첩도를 낮게 생각한 경우에 비해 높은 차단성을 보임을 수정된 GRM 관계식을 통하여 알 수 있었다. 또한 나일론 층의 폭이 증가할수록, 그리고 두께가 감소할수록 높은 차단 효과를 보임을 예측할 수 있었다.

The morphology and barrier properites of HDPE/Nylon blend were studied. By changing the processsing conditions, the blends show various morphologies having spherical, cylindrical and laminar dispersion. The unusual barrier effects obtained with a small amount of the barrier material (Nylon) are formulation of the ingredients. In the case of laminar morphology, Nylon is distributed as large thin sheets parallel to the flow axis. The permeability of the HDPE/Nylon blend having laminar dispersion is much more reduced than that of the finely dispersed isotropic blend. These Nylon platelets act as barriers to the percent diffusion by providing a long tortuous path. Computer simulation for the permeability of the HDPE/Nylon blend was carried out. Permeability of HDPE/Nylon blend having different morphologies was calculated by GRM(Generalized Rayleigh Maxwell) relationship. As the Nylon platelet width is increased and the thickness is decreased at a constant volume fraction of Nylon, the estimated permeability shows large reduction. The simulated results are compared with the experimental values.

Keywords:Barrier material(Nylon);barrier properties;laminar morphology;permeability;tortuous path;GRM relationship

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