Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

A Study on the Relationship of Change of Mechanical Properties and Carbonyl Index Induced through Short-wavelength Ultraviolet Radiation (254 nm) for High Density Polyethylene

단파장 자외선(254 nm)에 노출된 고밀도 폴리에틸렌 수지의 카르보닐 지수(CI)와 기계적 물성 변화의 관계에 관한 연구

  • Kim, Chang-Hwan (Weathering Technology Assessment Center, Korea Conformity Laboratories) ;
  • Shin, Jin-Yong (Weathering Technology Assessment Center, Korea Conformity Laboratories)
  • 김창환 (한국건설생활환경시험연구원 옥외실증시험센터) ;
  • 신진용 (한국건설생활환경시험연구원 옥외실증시험센터)
  • Published : 2013.04.10
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Abstract

This paper studied the possibility to predict a mechanical property variation from changes in created carbonyl bands by irradiating the surface of high-density polyethylene with short-wavelength ultraviolet radiation of 254 nm to induce a fast chemical degradation. The meaning of this study lies in checking whether a mechanical property change with the same chemical property as the induced optical deterioration is caused by using a UVC lamp with high photon energy instead of optical deterioration via xenon arc light source and outdoor exposure test via natural sunlight requiring a long time. The mechanical strength of high-density polyethylene checked by a tensile test and a creep destruction test showed a similar tendency with CI changes. In particular, the yield strength and elongation had a close relationship with the exposure time to ultraviolet radiation. Accordingly, this paper presented a method to grasp the mechanical property change outdoors requiring a long time more fast through the relationship between the mechanical property change and the carbonyl index using a UVC lamp causing the fast surface degradation.

화학적 열화를 빠르게 유도할 수 있는 단파장의 자외선(254 nm)을 고밀도 폴리에틸렌의 표면에 조사하여, 생성된 carbonyl band의 변화로부터 기계적 물성 변화를 예측할 수 있는 지에 대한 가능성을 연구하였다. 오랜 시간이 요구되는 자연 태양광에 의한 옥외폭로시험이나, 제논-아크 광원에 의한 광 열화 대신에 광양자 에너지가 높은 UVC 램프를 사용함으로써, 유도되는 광열화의 화학적 특성이 동일한 기계적 물성 변화를 유발하는지를 확인하는 것에 본 연구의 의미가 있다. 인장시험과 크리프-파괴시험으로 진행된 고밀도 폴리에틸렌의 기계적 강도는 CI 변화에 유사한 양상을 보였으며, 특히 항복강도와 신장률은 자외선 노출시간과 밀접한 관계가 있음을 보여주었다. 따라서 빠른 표면 열화를 유발하는 UVC 램프를 활용한 카르보닐 지수와 기계적 물성 변화의 관계를 통하여 장시간이 요구되는 옥외에서의 기계적 물성변화를 보다 빠르게 파악할 수 있는 방법을 제시하였다.

Keywords

References

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