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블루버드 그룹 사업부
블루버드 그룹은 블루버드 일반 택시와 실버버드 고급 택시 두 가지 육상 운송 서비스로 유명하다. 이후 회사는 차량 렌탈, 중고차 판매, 시외 운송, 전세 운송, 물류, 부동산 산업, 중장비 및 IT 컨설팅 서비스와 같은 다른 사업으로 확장했다.
블루버드(이전에는 Blue Bird로 표기)는 1972년 설립 이래 회사의 핵심 사업부로, 일반 택시 서비스에 중점을 두고 있다.
빅버드(이전에는 Big Bird로 표기)는 전세 버스 서비스에 중점을 둔다. 1978년 12월 15일에 설립되어 1979년부터 운영을 시작했다.
2024년 11월, 빅버드는 메단 정부에 의해 트랜스메단 전기 버스 프로젝트의 일환으로 시내에서 하이거 전기 버스를 운행하도록 지정되었다.
실버버드(이전에는 Silver Bird로 표기)는 고급 택시에 중점을 둔다. 1993년에 처음 운영을 시작했으며, 원래 1992년 9월 제10차 비동맹 운동 정상회의에 블루버드가 참여한 것에서 유래한다. 이는 인도네시아에서 운영되는 최초의 고급 택시 서비스이다.
블루버드 그룹 사업부
아이언버드(이전에는 Iron Bird로 표기)는 물류에 중점을 둔다. 1993년에 설립되었다.
골든버드(이전에는 Golden Bird로 표기)는 차량 렌탈 및 운전 기사 서비스에 중점을 둔다. 이는 회사 설립 이전에 운영했던 찬드라 택시의 현재 이름이다.
시티트랜스는 도시 간 운송에 중점을 둔다. 원래 2005년 9월 11일 반둥에서 별도의 법인으로 설립되었으며, 2019년 3월 블루버드 그룹에 인수되었다.
버드모빌(BirdMobil로 표기)은 2023년 8월 30일에 출시되었다. 이 회사는 은퇴한 블루버드, 실버버드, 골든버드 차량을 포함한 중고 승용차 마케팅에 중점을 둔다. 설립 이전에 블루버드 그룹은 원래 4~5년간 운영된 사업부에서 단계적으로 폐지된 중고 차량만 자체 법인으로 제공했다.
2025년 4월, 블루버드의 모회사 중 하나인 푸사카 사트리아 우타마(PSU)는 트랜스자카르타를 위해 미니트랜스 시내 버스를 운영하며 자카르타의 대중 버스 시스템에 진출했다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계(New Partnership for Africa's Development, NEPAD) 또는 네파드는 아프리카 연합(AU)의 경제 개발 프로그램으로, 2001년 7월 잠비아 루사카에서 열린 제37차 국가·정부수반 총회에서 자체적으로 채택되었다. 프로그램의 주요 목표는 아프리카 국가 간의 경제 협력과 통합을 가속화하기 위한 포괄적인 비전과 정책 프레임워크 제공이다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계 역사
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계는 아프리카의 경제 재건 계획인 『아프리카 회복 프로그램을 위한 새천년 파트너십』(MAP)과 『아프리카를 위한 오메가 계획』을 통합한 것이다. 전자는 타보 음베키 남아프리카공화국 대통령이 올루세군 오바산조 나이지리아 대통령, 압델라지즈 부테플리카 알제리 대통령과 공동으로 주도하여 마련한 것이며, 후자는 압둘라예 와데 세네갈 대통령이 고안한 것이다. 2001년 3월 리비아 시르테에서 열린 정상회의에서 아프리카 단결 기구는 MAP과 오메가 계획의 통합에 합의하였다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계 역사
유엔 아프리카 경제 위원회는 이러한 두 가지 계획과 2000년 9월 유엔 새천년 정상회의에서 채택된 아프리카 관련 결의안을 바탕으로 『아프리카 회복을 위한 협약』을 개발, 이듬해 5월 알제리 수도 알제에서 열린 아프리카 재무장관 및 개발계획장관 회의에 통합 문서를 제출하였다. 이 문서는 2001년 7월 잠비아 루사카에서 열린 아프리카 단결 기구 국가·정부수반 총회에서 『신아프리카 이니셔티브』(NAI)라는 명칭으로 채택되었다. 이 프로젝트를 위한 국가·정부수반 실행위원회(HSGIC)는 2001년 10월 23일, 정책 프레임워크를 확정하고 이를 『아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계』(네파드)
로 명명하였다. 이로써 네파드는 2002년 아프리카 단결 기구를 대체한 아프리카 연합의 프로그램이 되었으며, 남아프리카 공화국에 자체 사무국을 두고 프로그램을 조정·이행하고 있다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계 목표
네파드의 주요 4대 목표는 빈곤 퇴치, 지속 가능한 성장과 발전 촉진, 아프리카의 세계 경제 통합, 여성의 권한 강화이다. 굿 거버넌스, 민주주의, 인권, 갈등 해결에 대한 헌신이라는 기본 원칙과 이러한 기준의 유지가 투자와 장기적인 경제 성장에 우호적인 환경을 조성하는 데 필수적이라는 인식을 바탕으로 한다. 또한, 투자와 자본의 흐름, 자금 조달 확대를 통해 아프리카가 주도하는 개발 프레임워크를 제공하고, 이를 지역·국제 차원의 파트너십 구축의 기반으로 삼고자 한다. 8대 우선 분야는 정치·경제·기업 지배구조, 농업, 사회기반시설, 교육, 보건, 과학기술, 시장 접근 및 관광, 환경이다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계 목표
2002년 7월, 남아공 더반에서 열린 아프리카 연합 정상회의에서 『민주주의, 정치, 경제 및 기업 지배구조에 관한 선언』을 통해 보완되었다. 이 선언은, 네파드 참여 국가들은 '정의롭고 정직하며 투명하고 책임감 있고 참여적인 정부와 공공 생활에서의 청렴성을 믿는다'고 명시하고 있는데, 따라서 참여국들은 법치주의, 법 앞에 모든 시민의 평등, 개인적 및 집단적 자유, 자유롭고 신뢰할 수 있으며 민주적인 정치 과정에 참여할 권리, 사법부의 독립과 의회의 효율성 보호를 포함한 권력분립의 준수를 새로운 결의로 시행하기 위해 노력하도록 되어 있다.
아프리카 개발을 위한 새로운 협력 관계 구조
아프리카 연합 국가수반회의(AUASG) 산하 33개 회원국으로 구성된 소위원회는 의제 2063호의 우선순위 문제에 대한 최고 정치적 지도력과 전략적 지침을 제공하며, 전체 총회에 권고안을 보고하여 승인을 받는다. 아프리카 연합 위원회 위원장은 국가 및 정부 수반 위원회(HSGOC) 정상회의에도 참석한다. 또한 20개 회원국으로 구성된 운영위원회가 정책·프로그램·프로젝트 개발을 감독하며, 국가원수 및 정부수반 실행위원회(HSGIC)에 보고한다.
중합체 분해
중합체 분해(영어: Polymer degradation)는 화학적 조성의 변화로 인해 중합체의 강도와 같은 물리적 특성이 감소하는 것을 말한다. 중합체, 특히 플라스틱은 초기 가공, 사용, 환경 폐기 및 재활용을 포함한 제품 수명 주기의 모든 단계에서 분해된다. 이 분해 속도는 크게 달라진다. 생분해는 수십 년이 걸릴 수 있는 반면, 일부 산업 공정은 몇 시간 만에 중합체를 완전히 분해할 수 있다.
분해를 억제하거나 촉진하는 기술이 개발되었다. 예를 들어, 중합체 안정제는 플라스틱 품목이 원하는 특성을 갖도록 보장하고, 유효 수명을 연장하며, 재활용을 용이하게 한다. 반대로, 생분해성 첨가제는 생분해성을 개선하여 플라스틱 폐기물의 분해를 가속화한다. 일부 형태의 플라스틱 재활용은 중합체를 단량체 또는 다른 화학 물질로 완전히 분해하는 것을 포함할 수 있다.
중합체 분해
일반적으로 열, 빛, 공기 및 물의 영향은 플라스틱 중합체의 분해에 가장 중요한 요소이다. 주요 화학적 변화는 산화 및 사슬 절단이며, 이는 중합체의 분자량과 중합도를 감소시킨다. 이러한 변화는 강도, 전성, 용융 유량 지수, 외관 및 색상과 같은 물리적 특성에 영향을 미친다. 이러한 특성 변화는 종종 "노화"라고 불린다.
중합체 분해 감수성
플라스틱은 매우 다양하지만, 범용 중합체의 여러 유형이 전 세계 생산을 지배한다: 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리염화 비닐 (PVC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET, PETE), 폴리스타이렌 (PS), 폴리카보네이트 (PC), 및 폴리메타크릴산 메틸 (PMMA). 이러한 재료의 분해는 대부분의 플라스틱 폐기물을 차지하므로 매우 중요하다.
이러한 플라스틱은 모두 열가소성 플라스틱이며, 동등한 열경화성 플라스틱보다 분해에 더 취약하다. 열경화성 플라스틱은 더 철저히 가교되어 있기 때문이다. 대부분(PP, PE, PVC, PS 및 PMMA)은 대부분의 분해 유형에 더 강한 탄소 백본을 가진 부가 중합체이다. PET와 PC는 카보닐기를 포함하는 축합 중합체이며, 가수분해 및 UV 공격에 더 취약하다.
중합체 분해 가공 중 분해
열가소성 플라스틱 중합체(신품이든 재활용품이든)는 최종 형태로 성형하기 위해 녹을 때까지 가열해야 하며, 중합체에 따라 가공 온도는 150-320°C(300-600°F)이다. 중합체는 이러한 조건에서 산화되지만, 공기가 없는 경우에도 이 온도는 일부 재료에서 열분해를 일으키기에 충분하다. 녹은 중합체는 플라스틱 압출 및 성형 중에 상당한 층밀림 변형력을 겪는데, 이는 중합체 사슬을 끊기에 충분하다. 다른 많은 형태의 분해와 달리 용융 가공의 영향은 표면층뿐만 아니라 중합체의 전체 부피를 분해한다. 이러한 분해는 중합체에 화학적 약점을 도입하며, 특히 하이드로퍼옥사이드 형태로 나타나며, 이는 물체의 수명 동안 추가 분해의 개시 지점이 된다.
중합체 분해 가공 중 분해
중합체는 종종 여러 번의 용융 가공을 거치며, 이는 누적적으로 분해를 진행시킬 수 있다. 신품 플라스틱은 일반적으로 염료, 안료 및 안정제와 같은 첨가제를 도입하기 위해 플라스틱 컴파운딩을 거친다. 이러한 방식으로 준비된 펠릿화된 재료는 최종 용융 및 플라스틱 품목으로 성형하기 전에 오븐에서 건조하여 미량의 수분을 제거할 수도 있다. 간단한 재용융(기계적 재활용)으로 재활용된 플라스틱은 일반적으로 신품 재료보다 더 많은 분해를 보이며 결과적으로 품질이 떨어질 수 있다.
가공 장비 내부의 산소 농도는 일반적으로 낮지만, 완전히 배제할 수는 없으며, 열산화는 일반적으로 전적으로 열적 분해(즉, 공기 없이)보다 더 쉽게 발생한다. 반응은 일반적인 자동산화 메커니즘을 따르며, 유기 과산화물 및 카보닐을 형성한다. 항산화 물질을 첨가하면 이러한 과정을 억제할 수 있다.
중합체 분해 가공 중 분해
중합체를 충분히 높은 온도로 가열하면 산소가 없는 상태에서도 유해한 화학적 변화가 일어날 수 있다. 이는 일반적으로 사슬 절단으로 시작되어 자유 라디칼을 생성하며, 이는 주로 라디칼 불균등화 및 가교에 관여한다.
PVC는 가장 열에 민감한 일반적인 중합체로, ~250 °C (480 °F)부터 주요 분해가 발생한다. 다른 중합체는 더 높은 온도에서 분해된다.
녹은 중합체는 높은 점도를 가진 비뉴턴 유체이며, 열적 분해와 기계적 분해 사이의 상호작용은 복잡할 수 있다. 낮은 온도에서는 중합체 용융물이 더 점성이 높고 층밀림 변형력을 통한 기계적 분해에 더 취약하다. 온도가 높을수록 점도는 감소하지만 열적 분해는 증가한다. 높은 전단 응력 지점에서의 마찰은 국부적인 가열을 유발하여 추가적인 열적 분해로 이어질 수도 있다.
윤활제, 즉 가공 보조제 또는 유동 보조제를 첨가하면 기계적 분해를 줄일 수 있다. 이들은 가공 기계와의 마찰뿐만 아니라 중합체 사슬 간의 마찰도 줄여 용융 점도를 감소시킨다. 일반적인 첨가제는 고분자량 왁스(파라핀, 왁스 에스터 등) 또는 금속 스테아레이트(예: 스테아르산 아연)이다.
중합체 분해 사용 중 분해
대부분의 플라스틱 품목, 예를 들어 포장재는 짧게 한 번만 사용된다. 이러한 품목은 사용 수명 동안 중합체 분해를 거의 겪지 않는다. 다른 품목은 자연 환경에서 점진적인 분해만을 경험한다. 그러나 일부 플라스틱 품목은 특히 지속적인 열이나 화학적 공격을 받는 공격적인 환경에서 긴 사용 수명을 경험할 수 있다. 이러한 경우 중합체 분해는 상당할 수 있으며, 실제로는 고급 중합체 안정제의 사용으로만 억제되는 경우가 많다. 열, 빛, 공기 및 물의 영향으로 인한 분해가 가장 흔하지만, 다른 분해 수단도 존재한다.
기계적 특성의 사용 중 분해는 이러한 재료의 응용을 제한하는 중요한 측면이다. 사용 중 분해로 인한 중합체 분해는 생명을 위협하는 사고를 유발할 수 있다. 1996년, 한 아기가 히크만 라인을 통해 수유를 받았고, 병원에서 새 커넥터를 사용했을 때 감염을 겪었다. 이 감염의 원인은 액체 매체와의 접촉으로 인한 파이프의 내부 균열 및 침식이었다.
중합체 분해 사용 중 분해
미생물을 죽이기 위해 염소 소독된 식수에는 미량의 염소가 포함될 수 있다. 세계보건기구는 상한선을 5 Ppm으로 권장한다.
낮지만, 5 ppm은 특히 물이 가열될 때(세척용으로 사용될 때) 특정 유형의 플라스틱을 천천히 공격하기에 충분하다.
폴리에틸렌, 폴리부틸렌 및 폴리아세탈 배관 및 부속품은 모두 취약하다. 공격은 배관을 경화시켜 부서지기 쉽게 만들고 기계적 고장에 더 취약하게 만든다.
플라스틱은 회로 기판 및 케이블과 같은 전기 제품 제조에 광범위하게 사용된다. 이러한 응용 분야는 혹독할 수 있으며, 플라스틱을 열적, 화학적, 전기화학적 공격의 혼합물에 노출시킨다. 변압기, 마이크로프로세서 또는 고전압 케이블과 같은 많은 전기 제품은 수년 또는 수십 년 동안 고온에서 작동하여 낮은 수준이지만 지속적인 열 산화를 초래한다. 이는 금속과의 직접적인 접촉으로 인해 악화될 수 있으며, 예를 들어 하이드로퍼옥사이드에 대한 펜톤 반응의 작용에 의해 자유 라디칼 형성을 촉진할 수 있다. 고전압 부하는 또한 유전체와 같은 절연 재료를 손상시킬 수 있으며, 이는 장기간의 전기장 응력으로 인한 전기 수지화를 통해 분해된다.
중합체 분해 사용 중 분해
갈바닉 작용에 의한 중합체 분해는 1990년 제너럴 다이내믹스 포트워스 사업부의 직원인 마이클 C. 포드리(Michael C. Faudree)에 의해 기술 문헌에 처음으로 설명되었다. 이 현상은 "포드리 효과"(Faudree Effect)라고 불리며, 재활용 불가능한 열경화성 플라스틱을 분해하는 지속 가능한 공정으로 사용될 수 있으며, 설계 변경과 같은 안전을 위한 항공기 부식 방지에도 영향을 미쳤다. 탄소섬유강화고분자가 금속 표면에 부착될 때, 탄소 섬유는 물이나 충분한 습기에 노출되면 캐소드 역할을 하여 갈바닉 부식을 일으킬 수 있다. 이는 탄소섬유 중합체가 약화된 강철 구조물을 강화하는 데 사용되었을 때 공학 분야에서 관찰되었다. 알루미늄 및 마그네슘 합금에서도 반응이 관찰되었으며, 영향을 받는 중합체에는 비스말레이미드 (BMI) 및 폴리이미드가 포함된다. 분해 메커니즘은 수산화물 이온의 전기화학적 생성과 관련이 있다고 믿어지며, 이는 아마이드 결합을 분해한다.
중합체 분해 환경에서의 분해
대부분의 플라스틱은 쉽게 생분해되지 않지만, UV 광선, 산소, 물 및 오염 물질의 영향으로 인해 환경에서 여전히 분해된다. 이러한 조합은 종종 중합체 풍화로 일반화된다. 풍화로 인한 사슬 파괴는 플라스틱 품목의 취성을 증가시키고, 결국 부서지게 만든다. 파쇄는 결국 미세 플라스틱이 형성될 때까지 계속된다. 입자 크기가 작아질수록 결합된 표면적은 증가한다. 이는 플라스틱에서 환경으로 첨가제가 용탈되는 것을 용이하게 한다. 플라스틱과 관련된 많은 논란은 실제로 이러한 첨가제와 관련이 있다.
광산화는 자외선과 산소의 복합 작용으로, 플라스틱 풍화의 가장 중요한 요인이다. 많은 중합체는 자외선을 흡수하지 않지만, 열처리 과정에서 도입된 하이드로퍼옥사이드 및 카보닐기와 같은 불순물을 종종 포함한다. 이들은 광개시제 역할을 하여 자동산화 및 광분해 메커니즘이 결합된 복잡한 자유 라디칼 연쇄 반응을 일으킨다. 광산화는 광 안정제인 힌더드 아민 광 안정제 (HALS)에 의해 억제될 수 있다.
중합체 분해 환경에서의 분해
폴리올레핀과 같이 모든 탄소 백본을 가진 중합체는 일반적으로 가수분해에 강하다. 폴리에스터, 폴리아마이드, 폴리우레탄 및 폴리카보네이트와 같은 축합 중합체는 카보닐기의 가수분해에 의해 분해되어 저분자량 분자를 생성할 수 있다. 이러한 반응은 상온에서 매우 느리지만, 특히 해양 환경에서 이러한 재료의 중요한 분해 원인으로 남아 있다. 미량의 물 흡수로 인한 팽창은 환경 응력 균열을 유발하여 분해를 가속화할 수도 있다.
중합체 분해 환경에서의 분해
완전히 포화되지 않은 중합체는 오존 공격에 취약하다. 이 가스는 대기 중에 자연적으로 존재하지만, 차량 배기 가스 오염에서 방출되는 질소 산화물에 의해서도 형성된다. 많은 일반적인 탄성체 (고무)가 영향을 받으며, 천연 고무, 폴리뷰타다이엔, 스타이렌뷰타다이엔고무 및 니트릴 뷰타다이엔 고무가 분해에 가장 민감하다. 오존 분해 반응은 즉각적인 사슬 절단을 초래한다. 장력을 받는 제품의 오존 균열은 항상 인장 축에 직각으로 배열되므로, 구부러진 고무 튜브에서는 원주 주위에 형성된다. 이러한 균열은 연료 파이프에서 발생할 경우 위험한데, 균열이 외부 노출 표면에서 파이프의 내경으로 성장하여 연료 누출과 화재로 이어질 수 있기 때문이다. 오존 균열 문제는 항오존제를 첨가하여 예방할 수 있다.
생분해의 가장 큰 매력은 이론적으로 중합체가 복잡한 폐기물 관리 없이 환경에서 완전히 소비되고 그 결과물이 무독성이라는 점이다.
대부분의 범용 플라스틱은 매우 느리게 생분해되어 때로는 생분해되지 않는 것으로 간주될 정도이다. 중합체는 일반적으로 미생물에 흡수되기에는 너무 크기 때문에, 생분해는 처음에 분비된 세포 외 효소에 의존하여 중합체를 관리 가능한 사슬 길이로 줄인다. 이를 위해서는 중합체가 효소가 '인식'할 수 있는 작용기 (예: 에스터 또는 아마이드 그룹)를 가져야 한다. 폴리올레핀, 폴리스타이렌 및 PVC와 같이 모든 탄소 백본을 가진 장쇄 중합체는 단독으로 생물학적 작용에 의해 분해되지 않으며 효소가 공격할 수 있는 화학 그룹을 생성하기 위해 먼저 산화되어야 한다.
산화는 용융 가공 또는 환경에서의 풍화로 인해 발생할 수 있다. 산화는 생분해성 첨가제를 첨가하여 의도적으로 가속화될 수 있다. 이들은 컴파운딩 중에 중합체에 첨가되어 매우 강한 플라스틱의 생분해성을 향상시킨다. 마찬가지로, 본질적으로 생분해되는 생분해성 플라스틱이 설계되었지만, 산소와 수분 부족으로 인해 분해가 매우 어려운 매립지에 버려지지 않고 퇴비처럼 처리되어야 한다.
중합체 분해 재활용 중 분해
플라스틱을 재활용하는 행위는 중합체 사슬을 분해하며, 이는 일반적으로 초기 가공 시 관찰되는 것과 유사한 열 손상의 결과이다. 일부 경우에는 플라스틱을 의도적으로 완전히 해중합하여 원래의 단량체로 되돌려 새롭고 분해되지 않은 플라스틱을 생성하는 장점으로 전환된다. 이론적으로 이러한 화학적 (또는 원료) 재활용은 무한한 재활용 가능성을 제공하지만, 에너지 비용 때문에 더 비싸고 탄소 발자국이 더 높을 수 있다. 플라스틱을 단순히 재용융하여 재형성하는 기계적 재활용이 더 일반적이지만, 이는 일반적으로 낮은 품질의 제품을 초래한다. 또는 플라스틱을 폐자원 에너지화 공정에서 단순히 연료로 태울 수도 있다.
중합체 분해 재활용 중 분해
폴리올레핀과 같은 열가소성 플라스틱 중합체는 재용융되어 새로운 품목으로 재형성될 수 있다. 이 접근 방식은 기계적 재활용이라고 불리며, 일반적으로 가장 간단하고 경제적인 회수 형태이다. 소비 후 플라스틱은 일반적으로 이미 어느 정도 분해되어 있다. 또 다른 용융 가공 라운드는 이를 악화시켜, 기계적으로 재활용된 플라스틱이 일반적으로 신품 플라스틱보다 기계적 특성이 더 나쁠 수 있다. 분해는 높은 농도의 하이드로퍼옥사이드, 다른 유형의 플라스틱 간의 교차 오염 및 플라스틱 내에 존재하는 첨가제에 의해 향상될 수 있다. 플라스틱의 생분해성을 향상시키기 위해 개발된 기술은 재활용과 충돌할 수도 있으며, 철, 마그네슘, 니켈 및 코발트의 금속염으로 구성된 산화-생분해성 첨가제는 열분해 속도를 증가시킨다. 해당 중합체에 따라 제품의 품질을 유지하기 위해 일정량의 신품 재료가 추가될 수 있다.
중합체 분해 재활용 중 분해
중합체가 사슬 상한 온도에 가까워지면 열분해는 완전한 분해로 이어진다. PTFE, 폴리스타이렌 및 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 특정 중합체는 해중합을 거쳐 시작 단량체를 생성하는 반면, 폴리에틸렌과 같은 다른 중합체는 열분해를 거쳐 무작위 사슬 절단을 통해 휘발성 제품의 혼합물을 생성한다. 단량체가 얻어지면 새로운 플라스틱으로 전환될 수 있으며(화학적 또는 원료 재활용), 열분해 제품은 합성 연료 (에너지 재활용) 유형으로 사용된다. 실제로는 매우 효율적인 단량체 해중합조차도 일부 경쟁적인 열분해를 보이는 경향이 있다. 열경화성 플라스틱도 이러한 방식으로 전환될 수 있으며, 예를 들어 타이어 재활용에서 볼 수 있다.
에스터 및 아마이드와 같은 절단 가능한 그룹을 가진 축합 중합체는 가수분해 또는 용매화에 의해 완전히 해중합될 수도 있다. 이는 순전히 화학적 과정일 수 있지만 효소에 의해 촉진될 수도 있다. 이러한 기술은 열 해중합 기술보다 덜 개발되었지만, 더 낮은 에너지 비용의 잠재력을 가지고 있다. 현재까지 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 가장 많이 연구된 중합체이다. 또는 폐플라스틱은 미생물 작용을 통해 다른 가치 있는 화학 물질(반드시 단량체는 아님)로 전환될 수 있다.
중합체 분해 안정제
힌더드 아민 광 안정제(HALS)는 중합체 매트릭스의 광산화에 의해 생성되는 자유 라디칼을 제거하여 풍화에 대한 안정성을 제공한다. UV 흡수제는 자외선을 흡수하여 열로 변환함으로써 풍화에 대한 안정성을 제공한다. 항산화 물질은 햇빛의 UV 광선 흡수로 인한 연쇄 반응을 종결시켜 중합체를 안정화시킨다. 광산화에 의해 개시된 연쇄 반응은 중합체의 가교를 중단시키고 중합체 특성을 저하시킨다. 항산화 물질은 열분해로부터 보호하기 위해 사용된다.
중합체 분해 감지
분해는 적외선 분광법을 사용하여 제품에서 심각한 균열이 발견되기 전에 감지할 수 있다. 특히, 광산화에 의해 형성된 과산화물 종과 카보닐기는 뚜렷한 흡수 띠를 가지고 있다.
반사 계수
물리학 및 전기공학에서 반사 계수(영어: Reflection coefficient)는 전송 매체에서 임피던스 불연속성에 의해 파동의 얼마만큼이 반사되는지를 설명하는 매개변수이다. 이는 반사파의 진폭 대 입사파의 진폭 비율과 같으며, 각각 페이저로 표현된다. 예를 들어, 광학에서는 유리 표면과 같이 굴절률이 다른 표면에서 반사되는 빛의 양을 계산하는 데 사용되거나, 전기 전송선로에서는 임피던스 불연속성에 의해 전자기파가 얼마나 반사되는지 계산하는 데 사용된다. 반사 계수는 투과계수와 밀접한 관련이 있다. 시스템의 반사도도 때때로 반사 계수라고 불린다.
다양한 분야에서 이 용어에 대한 다양한 응용이 있다.
반사 계수 전송선로
전기 통신 및 전송선로 이론에서 반사 계수는 반사파의 복소수 진폭 대 입사파의 진폭 비율이다. 전송선로를 따라 임의의 지점에서의 전압과 전류는 지정된 기준 임피던스 Z0에 대해 항상 전진파와 반사파로 분해될 수 있다. 사용되는 기준 임피던스는 일반적으로 관련된 전송선로의 특성 임피던스이지만, 실제 전송선로가 없어도 반사 계수를 말할 수 있다. 전압과 전류에 의해 결정되는 전진파와 반사파의 관점에서 반사 계수는 반사파()의 전압 대 입사파()의 전압의 복소수 비율로 정의된다. 이는 일반적으로  (대문자 Γ)로 표현되며 다음과 같이 쓸 수 있다.
또한 반사파 및 전진파와 관련된 전류를 사용하여 정의할 수 있지만, 두 전류의 반대 방향을 고려하기 위해 마이너스 부호를 도입한다.
반사 계수는 곱이 전진파와 역파로 분해되는 전력을 정의하는 다른 전계 또는 회로 쌍의 양을 사용하여 설정할 수도 있다. 전자기 평면파의 경우, 반사파의 전기장 대 입사파의 전기장 비율(또는 자기장의 경우 다시 마이너스 부호와 함께)을 사용한다. 각 파동의 전기장 E 대 자기장 H의 비율은 매체의 특성 임피던스 이다(매체가 진공인 경우 자유 공간의 임피던스와 동일).
반사 계수 전송선로
첨부된 그림에서 내부 임피던스 를 가진 신호원과 그 뒤에 특성 임피던스 의 전송선로가 뒤따를 수 있는 것이 테브난 등가 회로로 표시되어 부하 을 구동한다. 실제 (저항성) 소스 임피던스 의 경우, 기준 임피던스 를 사용하여 를 정의하면 소스의 최대 전력이 부하 로 전달되고, 이 경우 은 반사 전력이 없음을 의미한다. 더 일반적으로, 반사 계수의 제곱 크기 는 소스로 다시 반사되는 전력의 비율을 나타내며, 실제로 부하로 전달되는 전력은 이다.
특성 임피던스 의 중간 (무손실) 전송선로를 따라 어느 곳에서나 반사 계수의 크기 는 동일하게 유지되지만 (전진파와 반사파의 전력은 동일하게 유지됨) 위상이 달라진다. 단락된 부하()의 경우, 부하에서 이 된다. 이는 반사파가 180° 위상 변화(위상 반전)를 가지며, 두 파동의 전압이 그 지점에서 반대이고 합쳐져 0이 됨을 의미한다(단락 회로의 요구 사항에 따라).
반사 계수는 전송선로 끝단의 부하 임피던스와 선로의 특성 임피던스에 의해 결정된다. 특성 임피던스 의 선로를 종단하는 부하 임피던스 은 다음과 같은 반사 계수를 갖는다.
반사 계수 전송선로
이것은 부하에서의 계수이다. 반사 계수는 선로의 다른 지점에서도 측정할 수 있다. 무손실 전송선로에서 반사 계수의 크기는 선로를 따라 일정하다(전진파 및 반사파의 전력도 마찬가지). 그러나 그 위상은 부하로부터의 전기적 길이 에 따라 달라지는 양만큼 이동한다. 계수가 부하로부터  미터 떨어진 지점에서 측정되면, 부하로부터의 전기적 길이  라디안이므로, 그 지점에서의 계수 는 다음과 같다.
반사 계수의 위상은 연결된 전송선로의 위상 길이의 두 배만큼 변경된다는 점에 유의해야 한다. 이는 반사파의 위상 지연뿐만 아니라 전진파에 먼저 적용되었던 위상 이동을 고려하기 위함이며, 반사 계수는 이들의 몫이다. 이렇게 측정된 반사 계수 는 일반적으로 전송선로 반대편에 있는 과 다른 임피던스에 해당한다.
반사 계수 전송선로
복소 반사 계수(수동 부하에 해당하는  영역에서)는 스미스 차트를 사용하여 그래픽으로 표시할 수 있다. 스미스 차트는 의 극좌표 플롯이므로, 의 크기는 점과 중심 사이의 거리로 직접 주어진다(스미스 차트의 가장자리는 에 해당). 전송선로를 따라 그 진화는 차트의 중심을 중심으로 의 회전으로 설명된다. 스미스 차트의 스케일을 사용하면 결과 임피던스( 으로 정규화됨)를 직접 읽을 수 있다. 현대 전자 컴퓨터가 등장하기 전에는 스미스 차트가 이러한 목적으로 일종의 아날로그 컴퓨터로 특히 유용했다.
반사 계수로 표현된 반사 전력은 다음과 같다.
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정재파비 (SWR)는 반사 계수의 크기에 의해서만 결정된다.
특성 임피던스 Z0의 무손실 전송선로를 따라 SWR은 전압(또는 전류)의 최대값 대 최소값의 비율을 의미한다(또는 전송선로가 그것들을 생성하기에 충분히 길다면 그러했을 값). 위 계산은 가 Z0를 기준 임피던스로 사용하여 계산되었다고 가정한다. 의 크기만을 사용하기 때문에 SWR은 의도적으로 이를 유발하는 부하 임피던스 ZL의 특정 값은 무시하고, 결과적인 임피던스 부정합의 크기만을 고려한다. 전송선로에 부하 을 추가하는 것은 의 크기가 아닌 위상만 변경하기 때문에 (부하를 향해 바라볼 때) 전송선로를 따라 어디에서 측정하든 SWR은 동일하게 유지된다. 반사 계수와 일대일 대응 관계를 가지지만, SWR은 무선 안테나 또는 안테나 시스템에 영향을 미치는 부정합을 설명하는 데 가장 일반적으로 사용되는 성능 지표이다. 주로 전송선로의 송신기 측에서 측정되지만, 설명했듯이 안테나(부하) 자체에서 측정되는 것과 동일한 값을 갖는다.
반사 계수 전기 회로망
전송선로는 2-포트 전기 회로의 예시이지만, 반사 계수는 모든 전기 회로망 분석에 유용하다. 전송선로의 경계와 동일한 방식으로 각 포트에 대한 반사 계수가 존재한다. 그러나 이는 다른 포트의 연결 속성에도 의존하므로 회로망 자체의 고유한 속성은 아니다. 2x2 산란 행렬 S를 갖는 2-포트 회로망에 소스와 부하가 입력 및 출력에 연결되어 있고, 소스에서 입력으로의 반사가 이고 부하에서 출력으로의 반사가 일 때, 입력 및 출력의 반사 계수는 다음과 같다.
and
반사 계수 반사파 지진학
반사 계수는 매체 신뢰성을 위한 피더 테스트에 사용된다.
반사 계수 광학과 마이크로파
광학 및 일반 전자기학에서 반사 계수는 문맥에 따라 여기에 설명된 진폭 반사 계수 또는 반사율을 의미할 수 있다. 일반적으로 반사율은 대문자 R로, 진폭 반사 계수는 소문자 r로 표현된다. 이들 관련 개념은 고전 광학의 프레넬 방정식에 의해 다루어진다.
반사 계수 음향학
음향학자들은 반사 계수를 사용하여 다양한 재료가 음향 환경에 미치는 영향을 이해한다. 반사 계수를 정의하는 장 필드는 일반적으로 입사 및 반사 음파에서의 음압과 속도이다.
Tête-à-Tête
《Tête-à-Tête》는 2023년 4월 28일 얼고트 레코드를 통해 발매한 미국의 작곡가 루스 앤더슨과 어네어 록우드의 음반이다.
고무 강화
고무 강화(영어: Rubber toughening)는 재료의 기계적 견고성 또는 인성을 높이기 위해 고무 나노 입자를 중합체 매트릭스 내에 분산시키는 공정이다. 중합체를 "강화"한다는 것은 중합체 물질이 에너지를 흡수하고 파괴 없이 소성 변형하는 능력을 증가시킨다는 것을 의미한다. 고무 강화가 제공하는 기계적 특성의 상당한 이점을 고려할 때, 대부분의 주요 열가소성 플라스틱은 고무 강화 버전으로 제공된다. 많은 공학 응용 분야에서 재료의 인성은 최종 재료 선택의 결정적인 요소이다.
분산된 고무 나노 입자의 효과는 복잡하며 비정질 및 부분 결정성 고분자 시스템에 따라 다르다. 고무 입자는 응력을 집중시켜 공동화(cavitation)를 유발하거나 소실되는 크레이즈를 시작하는 등 다양한 메커니즘을 통해 시스템을 강화한다. 그러나 그 효과는 일방적이지 않다. 과도한 고무 함량이나 고무와 폴리머 사이의 접착 불량은 인성을 감소시킬 수 있다. 다른 수많은 혼란 변수들 때문에 주어진 입자 크기나 계면 접착 매개변수의 특정 효과를 명시하기는 어렵다.
고무 강화
주어진 파괴 메커니즘의 존재는 연속적인 폴리머 상에 내재된 요소와 응력, 하중 속도, 주변 조건과 관련된 외재적 요소 등 여러 요인에 의해 결정된다. 강화된 폴리머에서 주어진 메커니즘의 작용은 현미경으로 연구할 수 있다. 고무 도메인의 추가는 Rheomix 믹서에서의 용융 혼합 및 원자 이동 라디칼 중합과 같은 공정을 통해 이루어진다.
현재 연구는 2차 상 조성 및 분산 최적화가 블렌드의 기계적 특성에 미치는 영향에 초점을 맞추고 있다. 관심 있는 질문에는 파괴 인성, 인장 강도, 유리 전이 온도와 관련된 것들이 포함된다.
고무 강화 강화 메커니즘
다양한 이론들이 분산된 고무상이 고분자 물질을 어떻게 강화하는지 설명하며, 대부분은 매트릭스 전체에 에너지를 소산시키는 방법을 사용한다. 이러한 이론에는 미세 균열 이론, 전단 항복 이론, 다중 크레이징 이론, 전단 밴드 및 크레이징 상호 작용 이론, 그리고 최근에는 임계 인대 두께, 임계 플라스틱 면적, 공동화 및 공동 형성, 손상 경쟁 등의 효과를 포함하는 이론들이 있다.
1956년, 미세 균열 이론은 고분자 내 분산된 고무 상의 강화 효과를 설명하는 최초의 이론이 되었다. 초기 이론과 이후 확장에 포함된 두 가지 주요 관찰은 다음과 같다. (1) 미세 균열은 공동을 형성하며, 이 공동 위로 스타이렌-뷰타다이엔 공중합체 피브릴이 형성되어 전파를 막는다. (2) 강화된 에폭시의 연신 중에 저장된 에너지는 고무 입자가 파괴될 때 방출된다. 이 이론은 미세 균열을 시작하는 데 필요한 에너지와 고무 입자를 파괴하는 데 필요한 에너지를 합한 것이 강화된 고분자의 에너지 흡수 증가를 설명할 수 있다고 결론지었다. 이 이론은 관찰된 파괴 에너지 증가의 작은 부분만을 설명하여 한계가 있었다.
고무 강화 강화 메커니즘
매트릭스 크레이징 이론은 크레이징의 강화 효과를 설명하는 데 중점을 둔다. 크레이즈는 주요 변형이 가장 높은 적도에서 시작되어 응력에 수직으로 전파하고 다른 입자를 만나면 끝난다. 수직 섬유를 가진 크레이즈는 섬유가 부러지면 결국 균열이 될 수 있다. 비강화 폴리머의 몇몇 큰 균열의 작은 부피에 비해 큰 부피에 분산된 작은 크레이즈와 관련된 부피 팽창은 파괴 에너지 증가의 큰 부분을 설명한다.
고무 입자와 크레이즈 사이의 상호작용은 입자에 응력 방향으로 연신 압력을 가한다. 이 힘이 고무와 폴리머 사이의 표면 접착을 극복하면 분리가 발생하여 크레이징과 관련된 강화 효과가 감소한다. 입자가 더 단단하면 변형 능력이 떨어져 더 적은 응력에서 분리가 발생한다. 이것이 분산된 고무가 자체 유리 전이 온도 미만에서는 플라스틱을 효과적으로 강화하지 못하는 이유 중 하나이다.
고무 강화 강화 메커니즘
전단 항복 이론은 매트릭스 크레이징과 마찬가지로 강화된 고분자의 에너지 흡수 증가의 상당 부분을 설명할 수 있는 이론이다. 강화된 고분자에서 전단 항복의 증거는 "넥킹, 드로잉 또는 배향 경화"가 있는 곳에서 볼 수 있다. 전단 항복은 고무 입자가 응력 집중체 역할을 하여 크레이징, 분리 및 공동화를 통해 부피 팽창을 시작하여 균열 형성을 막을 경우 발생한다. 한 입자에서 이웃 입자로의 응력장이 중첩되면 전단 항복 영역이 성장하는 데 기여한다. 입자가 가까울수록 중첩이 많아지고 전단 항복 영역이 커진다. 전단 항복은 그 자체로 에너지를 흡수하는 과정이지만, 더 나아가 전단 밴드의 시작은 크레이즈 억제에도 도움이 된다. 공동화의 발생은 항복 응력을 낮추는 역할을 하기 때문에 전단 항복 이론에 중요하다. 공동화는 전단 항복에 선행하지만, 전단 항복은 공동화 자체보다 훨씬 더 큰 인성 증가를 설명한다.
고무 강화 강화 메커니즘
공동화는 에폭시 수지 및 기타 크레이즈 저항성 강화 폴리머에서 흔하며, 아이조드 충격 강도 시험에서 전단에 필수적이다. 강화된 폴리머의 변형 및 파괴 중에 변형된 고무 입자의 공동화는 ABS 수지, PVC, 나일론, 고충격 폴리스타이렌 및 CTBN 강화 에폭시를 포함하여 크레이징에 취약한 및 취약하지 않은 플라스틱에서 발생한다. 엔지니어는 에너지 균형 접근 방식을 사용하여 입자 크기 및 고무 모듈러스 요인이 재료 인성에 어떻게 영향을 미치는지 모델링한다. 입자 크기와 모듈러스 모두 취성-강성 전이 온도와 양의 상관 관계를 보인다. 둘 다 변형 초기에 균열 팁 공정 영역에서 발생하는 공동화 과정에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 대규모 크레이징 및 전단 항복에 선행한다.
변형 시 인성 증가를 보이려면 체적 변형이 다음 방정식으로 모델링되는 공동 형성 에너지를 극복해야 한다.
"과 은 고무의 층밀림 탄성률과 부피 탄성 계수이고, 은 고무 입자의 부피 변형률이며, 는 고무 상의 표면 에너지이고, 함수 는 이축 연신 조건에서 고무의 파괴 변형률에 의존한다."
고무 강화 강화 메커니즘
에너지 균형 모델은 전체 재료의 물리적 특성을 삼축 응력 하의 미시적 거동을 설명하는 데 적용한다. 공동화에 대한 부피 응력 및 입자 반경 조건을 계산하여, 고무 강화의 실제 응용에 유용한 이론적 최소 공동화 입자 반경을 얻을 수 있다. 일반적으로 공동화는 고무 입자에 작용하는 평균 응력이 10에서 20 메가파스칼 사이일 때 발생한다. 입자의 부피 변형률은 해소되고 공동화가 일어난다. 이 부피 증가로 인한 에너지 흡수는 이론적으로 무시할 수 있다. 대신, 인성 증가를 설명하는 것은 결과적인 전단 밴드 형성이다. 분리 전, 변형이 증가함에 따라 고무상은 매트릭스를 더욱 강화시키기 위해 늘어나야 한다. 매트릭스와 고무 사이의 분리는 인성을 감소시키므로 폴리머와 고무상 사이에 강한 접착이 필요하다.
손상 경쟁 이론은 전단 항복과 크레이즈 파괴가 모두 존재할 때 상대적인 기여도를 모델링한다. 두 가지 주요 가정이 있는데, 취성 시스템에서는 크레이징, 미세 균열 및 공동화가 지배적이며, 연성 시스템에서는 전단이 지배적이다. 취성과 연성 사이에 있는 시스템은 이들의 조합을 보일 것이다. 손상 경쟁 이론은 취성-연성 전이를 다른 메커니즘이 지배하는 시스템에서 반대 메커니즘(전단 또는 항복 손상)이 나타나는 지점으로 정의한다.
주요 파손 메커니즘은 일반적으로 TEM, SEM 및 광학 현미경을 사용하여 직접 관찰할 수 있다. 공동화 또는 크레이징이 지배적이라면, 인장 딜라토메트리(딜라토미터 참조)를 사용하여 체적 변형을 측정함으로써 메커니즘의 정도를 측정할 수 있다. 그러나 여러 팽창 메커니즘이 존재할 경우, 개별 기여도를 측정하기는 어렵다. 전단 항복은 정적 체적 과정이므로 인장 딜라토메트리로 측정할 수 없다. 공동화는 광학 현미경으로 볼 수 있지만, 편광 또는 저각 광산란을 사용하는 두 가지 방법 중 하나가 공동화와 전단 밴드 사이의 연결을 관찰하는 데 필요하다.
고무 강화 강화 이론과 관련된 연속상의 특성
분산된 2차 상의 강화 효과를 측정하기 위해서는 연속적인 폴리머 상의 관련 특성을 이해하는 것이 중요하다. 순수한 폴리머 연속상의 기계적 파괴 특성은 고무 강화 폴리머의 파괴가 어떻게 발생하는지에 강력한 영향을 미친다. 폴리머가 일반적으로 크레이징으로 인해 파괴될 때, 고무 강화 입자는 크레이즈 개시제 역할을 한다. 전단 항복에 의해 파괴될 때, 고무 입자는 전단 밴드를 개시한다. 폴리머가 여러 응력에 의해 동등하게 파괴될 가능성이 있다면 여러 메커니즘이 작용할 수도 있다. 폴리스타이렌과 스타이렌-아크릴로니트릴은 크레이즈 파괴에 취약한 취성 재료인 반면, 폴리카보네이트, 폴리아미드 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)는 전단 항복 파괴에 취약하다.
고무 강화 강화 이론과 관련된 연속상의 특성
비정질 플라스틱은 유리 전이 온도() 미만에서 사용된다. 이들은 취약하고 노치에 민감하지만 크리프 저항성이 있다. 분자들은 움직이지 않으며 플라스틱은 급격히 가해지는 응력에 파괴로 반응한다. 부분 결정성 열가소성 수지는 와 (용융 온도) 사이의 온도 조건에서 적용된다. 부분 결정성 열가소성 수지는 단단한 결정 주변의 비정질 영역에 어느 정도의 이동성이 부여되기 때문에 강하고 크리프에 취약하다. 종종 이들은 높은 유리 전이 온도를 가지기 때문에 실온에서 취약하다. 폴리에틸렌은 가 실온보다 낮기 때문에 실온에서 강하다. 폴리아미드 66 및 폴리염화비닐은  미만에 2차 전이를 가지고 있어 에너지 흡수 분자 이동성이 가능하다.
고무 강화 강화 이론과 관련된 연속상의 특성
화학 구조를 통해 플라스틱의 인성을 결정하려 할 때 따라야 할 몇 가지 일반적인 지침이 있다. 폴리스타이렌 및 스타이렌-아크릴로니트릴과 같은 비닐 폴리머는 크레이징에 의해 파괴되는 경향이 있다. 이들은 낮은 균열 개시 및 전파 에너지를 가진다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트와 같은 방향족 주쇄를 가진 폴리머는 높은 균열 개시 에너지를 가지지만 낮은 전파 에너지를 가지는 전단 항복에 의해 파괴되는 경향이 있다. 폴리메타크릴산 메틸 및 폴리아세탈(폴리옥시메틸렌)을 포함한 다른 폴리머는 "취성 폴리머"만큼 취약하지 않고 "연성 폴리머"만큼 연성도 아니다.
다음 방정식은 주어진 플라스틱의 얽힘 밀도 와 방해받지 않는 실제 사슬의 유연성 측정값()을 그 파괴역학과 관련시킨다.
여기서 는 비정질 폴리머의 질량 밀도이고, 는 통계 단위당 평균 분자량이다. 크레이징 응력 는 얽힘 밀도와 다음과 같이 관련된다.
정규화된 응력 항복은 와 다음과 같이 관련된다.
는 상수이다. 크레이징 응력과 정규화된 응력 항복의 비율은 폴리머가 크레이징 또는 항복으로 인해 파손되는지 여부를 결정하는 데 사용된다.
비율이 높으면 매트릭스는 항복에 취약하고, 비율이 낮으면 매트릭스는 크레이징에 의한 파괴에 취약하다. 이러한 공식은 크레이징 이론, 전단 항복 이론 및 손상 경쟁 이론의 기초를 형성한다.
고무 강화 2차 상 특성과 강화 효과의 관계
재료를 선택할 때는 매트릭스와 2차 상 사이의 상호작용을 살펴보는 것이 중요하다. 예를 들어, 고무 상 내의 가교결합은 고무를 강화하고 입자 파괴를 방지하는 고강도 섬유 형성을 촉진한다.
카르복실 말단 뷰타다이엔-아크릴로니트릴(CTBN)은 종종 에폭시를 강화하는 데 사용되지만, CTBN만 사용하는 것은 강성과 내열성을 희생시키면서 인성을 증가시킨다. 아민 말단 뷰타다이엔 아크릴로니트릴(ATBN)도 사용된다. 초미세 완전 가황 분말 고무(UFPR)를 사용하면 인성, 강성 및 내열성 세 가지 모두를 동시에 개선할 수 있었으며, 이는 이전에 효과적이라고 생각했던 것보다 작은 입자를 사용하여 고무 강화의 새로운 장을 열었다.
높은 투명이 필요한 응용 분야(예: 폴리메타크릴산 메틸 및 폴리카보네이트)에서는 빛을 산란시키지 않는 2차 상을 찾는 것이 중요하다. 이를 위해 두 상의 굴절률을 일치시키는 것이 중요하다. 전통적인 고무 입자는 이러한 특성을 제공하지 않는다. 현재 연구에서는 유사한 굴절률을 가진 폴리머로 나노 입자의 표면을 개질하는 데 관심이 있다.
고무 강화 2차 상 특성과 강화 효과의 관계
나노복합체에서 고무 농도를 증가시키면 탄성률과 인장 강도가 감소한다. PA6-EPDM 블렌드를 조사한 한 연구에서는 고무 농도를 30%까지 증가시켰을 때 취성-강성 전이 온도와 음의 선형 관계를 보였고, 그 이후에는 인성이 감소했다. 이는 고무 입자 첨가에 의한 강화 효과가 임계 농도로 제한됨을 시사한다. 이는 1998년 PMMA에 대한 연구에서 더 자세히 조사되었다. SAXS를 사용하여 크레이징 밀도를 분석한 결과, 크레이징 밀도는 증가하고 항복 응력은 감소하다가 관계가 역전되는 임계점에 도달했다.
크레이징에 의해 파손될 것으로 예상되는 재료는 전단에 취약한 재료보다 더 큰 입자의 이점을 얻을 가능성이 높으며, 후자는 더 작은 입자의 이점을 얻을 것이다. 크레이징과 항복이 유사한 재료에서는 이중 모드 입자 크기 분포가 강화에 유용할 수 있다. 고정된 고무 농도에서 최적의 입자 크기는 폴리머 매트릭스의 얽힘 밀도 함수임을 알 수 있다. PS, SAN 및 PMMA의 순수 폴리머 얽힘 밀도는 각각 0.056, 0.093 및 0.127이다. 얽힘 밀도가 증가함에 따라 최적 입자 크기는 선형적으로 감소하며, 0.1~3 마이크로미터 범위에 있다.
고무 강화 2차 상 특성과 강화 효과의 관계
강화에 대한 입자 크기의 효과는 수행된 테스트 유형에 따라 달라진다. 이는 다른 테스트 조건에서 파괴 메커니즘이 변경되기 때문에 설명될 수 있다. 전단 항복에 의해 파괴가 발생하는 PMMA의 충격 강도 테스트에서, 필러 PBA-코어 PMMA-쉘 입자의 최적 크기는 한 경우 250nm로 나타났다. 크레이징으로 인한 파괴가 발생하는 3점 굽힘 테스트에서는 2000nm 입자가 가장 중요한 강화 효과를 보였다.
온도는 파괴역학에 직접적인 영향을 미친다. 고무의 유리 전이 온도보다 낮은 저온에서는 분산상이 폴리머를 강화하는 고무처럼 행동하는 대신 유리처럼 행동한다. 결과적으로, 연속상은 고무가 존재하지 않는 것처럼 순수 폴리머의 특성 메커니즘에 의해 파괴된다. 온도가 유리 전이 온도를 넘어 증가하면 고무상은 균열 개시 에너지를 증가시킨다. 이 시점에서 균열은 재료에 저장된 탄성 에너지로 인해 자체 전파된다. 온도가 고무상의 유리 전이를 넘어 더 상승하면, 균열 전파에 추가 에너지가 필요하므로 고무-폴리머 복합재의 충격 강도는 여전히 극적으로 증가한다.
고무 강화 적용 사례
에폭시 수지는 공학 응용 분야에 사용되는 매우 유용한 재료 부류이다. 이들 중 일부는 접착제, 섬유 강화 복합재 및 전자 코팅용으로 사용된다. 그들의 강성과 낮은 균열 전파 저항성은 에폭시를 강화 공정을 미세 조정하기 위한 고무 강화 연구의 관심 대상이 되게 한다.
에폭시 나노복합체의 인성에 영향을 미치는 요소에는 에폭시 경화제의 화학적 정체성, 얽힘 밀도, 계면 접착 등이 포함된다. 예를 들어, 피페리딘으로 에폭시 618을 경화하면 삼불화붕소-에틸아민을 사용할 때보다 더 강한 에폭시가 생성된다. 낮은 얽힘 밀도는 인성을 증가시킨다. 비스페놀 A를 첨가하여 에폭시 618의 가교 밀도를 낮출 수 있으며, 이는 파괴 인성을 증가시킨다. 비스페놀 A와 고무 필러는 시너지 효과로 인성을 증가시킨다.
2002년 이전의 교과서 및 문헌에서는 고무 강화 입자의 직경이 200nm에서 하한이 있다고 가정했지만, 이후 직경 90nm의 초미세 완전 가황 분말 고무 입자가 고무 에폭시의 상당한 강화를 나타낸다는 것이 발견되었다. 이 발견은 이 분야가 끊임없이 성장하고 있으며 고무 강화 효과를 더 잘 모델링하기 위해 더 많은 연구가 필요하다는 것을 강조한다.
고무 강화 적용 사례
ABS 수지(아크릴로니트릴 뷰타다이엔 스타이렌) 폴리머는 고무 강화의 한 응용 분야이다. 이 폴리머의 특성은 주로 고무 강화에서 비롯된다. 주요 스타이렌-아크릴로니트릴 매트릭스 내의 폴리뷰타다이엔 고무 도메인은 균열 전파를 막는 역할을 한다.
PMMA의 높은 투명, 저렴한 비용 및 압축성은 높은 투명성이 필요한 건축 및 자동차 제조 분야에서 유리의 대체재로서 실용적인 응용 분야에서 실행 가능한 옵션이 된다. 고무 필러 상을 통합하면 인성이 증가한다. 이러한 필러는 PMMA 매트릭스와 강력한 계면 결합을 형성해야 한다. 광학 투명성이 중요한 응용 분야에서는 빛 산란을 제한하기 위한 조치를 취해야 한다.
PMMA 및 다른 복합재료의 강화에서 원자 이동 라디칼 중합을 통해 코어-쉘 입자를 합성하는 것이 일반적이며, 이 코어-쉘 입자는 입자의 매트릭스에 대한 접착을 증가시키는 1차 상과 유사한 특성을 가진 외부 폴리머 층을 가진다. 광학 투명성을 유지하면서 낮은 유리 전이 온도를 가진 PMMA 호환 코어-쉘 입자를 개발하는 것은 건축가와 자동차 회사에 관심 있는 분야이다.
최적의 투명성을 위해 분산된 고무 상은 다음을 필요로 한다.
고무 강화 적용 사례
낮은 수분 흡수 및 용매 저항성 외에 유용한 특성을 가진 광학적으로 투명한 플라스틱인 고리형 올레핀 공중합체는 위에서 언급한 특성을 가진 스타이렌뷰타다이엔고무로 효과적으로 강화될 수 있다. 노치-아이조드 강도는 21 J/m에서 57 J/m로 두 배 이상 증가했으며, 광학 흐림도는 5%였다.
폴리스타이렌은 일반적으로 뻣뻣함, 투명, 가공성 및 유전체 특성을 가지고 있어 유용하다. 그러나 저온에서의 낮은 충격 저항으로 인해 추울 때 치명적인 파괴 파손이 발생할 가능성이 더 높다. 가장 널리 사용되는 강화 폴리스타이렌 버전은 고충격 폴리스타이렌 또는 HIPS이다. 저렴하고 열성형하기 쉬워 일상생활에서 다양하게 활용된다. HIPS는 폴리뷰타다이엔 고무 용액에서 스타이렌을 중합하여 만들어진다. 중합 반응이 시작된 후, 폴리스타이렌과 고무 상은 분리된다. 상 분리가 시작되면 두 상은 상 반전이 일어나고 고무가 매트릭스 전체에 분산될 때까지 부피를 놓고 경쟁한다. 스타이렌뷰타다이엔고무 또는 스타이렌-뷰타다이엔 공중합체를 이용한 대체 에멀젼 중합은 입자 크기 분포를 정밀하게 조작할 수 있게 한다. 이 방법은 코어-쉘 구조를 활용한다.
고무 강화 적용 사례
투과 전자 현미경으로 HIPS의 파괴 미세 구조를 연구하려면 오스뮴 테트라옥사이드와 같은 중금속으로 한 상을 염색해야 한다. 이렇게 하면 상 간의 전자 밀도가 상당히 달라진다. 일정한 입자 크기에서 HIPS 재료의 인성을 결정하는 것은 가교 밀도이다. 이는 고무의 시스-폴리뷰타다이엔 함량과 스웰링 지수로 측정할 수 있는 가교 밀도 사이의 음의 관계를 이용하여 측정할 수 있다. 낮은 가교 밀도는 인성 증가로 이어진다.
자동차 타이어에서 발생하는 엄청난 양의 폐고무는 이 버려진 고무의 활용 방안에 대한 관심을 불러일으켰다. 고무는 고운 분말로 만들어져 폴리스타이렌의 강화제로 사용될 수 있다. 그러나 폐고무와 폴리스타이렌 사이의 낮은 혼화성은 재료를 약화시킨다. 이 문제는 계면 장력을 줄이고 궁극적으로 폴리스타이렌의 고무 강화를 효과적으로 만들기 위해 상용화제(상용화 참조)를 사용해야 한다. 폴리스타이렌/스타이렌뷰타다이엔고무 공중합체는 분산상과 연속상 사이의 접착을 증가시키는 역할을 한다.
국소 밀도 근사법
국소 밀도 근사법(영어: Local-density approximation, LDA)은 밀도범함수 이론(DFT)에서 교환 상호작용–전자 상관 관계(XC) 에너지 범함수를 근사하는 한 종류로, 공간의 각 지점에서의 전자 밀도 값에만 의존한다(예를 들어 밀도의 미분이나 콘-샴 궤도에는 의존하지 않는다). 다양한 접근 방식이 XC 에너지에 대한 국소 근사를 도출할 수 있지만, 압도적으로 성공적인 국소 근사는 균일 전자 기체(HEG) 모델에서 파생된 것이다. 이 점에서 LDA는 일반적으로 HEG 근사에 기반을 둔 범함수와 동의어로 사용되며, 이는 실제 시스템(분자와 고체)에 적용된다.
일반적으로 스핀 비분극화 시스템의 경우, 교환-상관 에너지에 대한 국소 밀도 근사는 다음과 같이 작성된다.
여기서 ρ는 전자 밀도이고 єxc는 전하 밀도 ρ를 갖는 균일 전자 기체의 입자당 교환-상관 에너지이다. 교환-상관 에너지는 교환항과 상관항으로 선형적으로 분해된다.
국소 밀도 근사법
따라서 Ex와 Ec에 대한 별도의 표현식을 찾는다. 교환항은 HEG에 대해 단순한 해석적 형태를 취한다. 상관 밀도에 대해서는 극한 표현식만 정확하게 알려져 있어, єc에 대한 수많은 다른 근사법으로 이어진다.
국소 밀도 근사법은 일반화된 기울기 근사법(GGA) 또는 하이브리드 범함수와 같은 교환-상관 에너지에 대한 더 정교한 근사법을 구성하는 데 중요하다. 이는 모든 근사 교환-상관 범함수가 가져야 할 바람직한 속성으로, 밀도가 변하지 않는 HEG의 정확한 결과를 재현하기 때문이다. 따라서 LDA는 종종 이러한 범함수의 명시적 구성 요소이다.
국소 밀도 근사법은 1965년 월터 콘과 루 제우 샴(Lu Jeu Sham)에 의해 처음 도입되었다.