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본 연구에서는 화학적 표면처리에 따른 red mud(RM)의 표면 특성 변화가 polymethylmethacrylate(PMMA)/RM와 poly(vinyl chloride) (PVC)/ RM 나노복합재료의 열안정성에 미치는 영향을 고찰하였다. 표면처리 전ㆍ후의 RM 기공ㆍ표면 특성는 BET와 접촉각 측정을 통해 알아보았다. 또한, PMMA/RM과 PVC/RM 나노복합재료의 열안정성은 동적 기계적 분석기(DMA)와 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 조사하였다. 실험 결과, 산으로 처리된 RM(ARM)은 미세기공이 발달함으로써 미처리한 RM(VRM)이나 염기 처리한 RM(BRM)에 비해 비표면적(SBET), BET 상수(CBET), 순흡착열( E) 및 총 기공 부피(VT)가 증가하였다. 또한, 극성요소 중 ARM은 표면 전자 받개(γS+)가 증가했는데, 이는 ARM 표면에 산성 관능기가 발달하기 때문으로 사료되며, BRM은 염기성 관능기가 발달하면서 표면 전자 주개(γS-, base)가 증가한 것으로 사료된다. PMMA/ARM과 PVC/BRM 나노복합재료는 다른 나노복합재료에 비해 우수한 열안정성을 보였는데, 이는 고분자(PMMA나 PVC)와 충전제(RM) 사이의 산-염기 계면 상호작용으로부터 계면 결합력이 향상되기 때문으로 사료된다.


In this work, the effect of chemical treatments on the surface of red mud (RM) on the thermal stabilities of both PMMA/RM and PVC/RM nanocomposites was investigated. The BET and contact angles were studied for the pore and surface characteristics, both before and after the treatments. Also the thermal stabilities of both PMMA/RM and PVC/RM nanocomposites were investigated by dynamic mechanical analysis (DMA) and thermogravimetric analysis (TGA). During the development of micropores, the acidically treated RM (ARM) had higher SBET, CBET, E, and VT than those of untreated RM (VRM) or the basically treated RM (BRM). Also, the electron acceptors (γS+) on the surface of ARM were increased, because of the increased acidic surface functional groups. In BRM, however, there were increased in the electron donors (γS-) due to the increased basic functional groups on RM. Both PMMA/ARM and PVC/BRM nanocomposites had a higher thermal stability than that of nanocomposites as-received. This was due to the improvement in the interfacial bonding strength, resulted from the acid-base interfacial interactions between the polymer (PMMA or PVC) and fillers (RMs).