타이어 원료의 CTAB 표면적 분석

요즈음에는 타이어의 품질을 향상하기 위해 타이어 제조 시 실리카의 사용이 급증하고 있습니다. 실리카를 사용하는 이유는 타이어의 기본 원료인 카본 블랙에 비하여 마모에 강하고 가볍기 때문에 타이어의 무게가 줄어들기 때문입니다. 이에 타이어의 품질관리를 위해 실리카를 분석하는 것이 중요한 이슈가 되고 있습니다. 일반적으로 실리카를 분석하는 방법은 여러 가지가 있지만 그 중 ASTM D6845-02 규정에서는 CTAB (Cetyltrimethylammonium Bromide)를 사용한 실리카의 표면적 분석을 명시하고 있으며 많은 타이어 업체에서는 이 분석법에 따라 실리카 표면적을 분석하고 있습니다. 메틀러토레도는 적정기 T70을 사용하여 CTAB의 실리카 표면적 분석법을 제공할 뿐만 아니라 신뢰성 있는 결과를 얻기 위한 솔루션을 제공합니다.

그림1)
실리카의 구조

실리카의 표면적 분석방법
ASTM D6845-02 규정에 따라 CTAB(Cetyltrimethylammonium Bromide)를 사용한 실리카 표면적 분석은 메틀러토레도 적정기 T70과 Photorode 전극 DP5를 사용하여 분석합니다. 첫 번째로 제조한CTAB standard solution을 Aerosol OT로 적정을 하여 blank를 측정합니다. 그 후 CTAB Standard solution에 전처리한 샘플을 넣고 Aerosol OT로 적정을 합니다. 메틀러토레도 적정기 T70에 설정된 계산식대로 Aerosol OT의 소비된 정확한 양이 자동적으로 계산되어 적정기 T70 화면에 실리카의 표면적 결과가 디스플레이 되며 LabX Titration 소프트웨어에 자동적으로 결과 및 그래프가 저장되어 데이터의 관리가 매우 용이합니다. 

            표 1) CTAB Silica 표면적의 적정 그래프 및 결과

Photorode 전극 DP5는 광도전극으로 520nm, 555nm, 590nm, 620nm, 660nm의 다섯 개 파장으로 구성되어 있습니다. 이 파장 중 특정 파장을 선택하여 탁도에 의한 mV 변화를 이 DP5전극이 감지하여 CTAB에 의한 실리카 표면적을 분석을 할 수 있습니다. 이 전극은 다른 소모성 전극과는 다르게 반영구적으로 계속 사용할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있습니다.

실리카 표면적 분석에서 pH는 매우 중요합니다. ASTM D6845-02에도 명시되어 있듯이 특정 pH에서만 탁도가 형성되기 때문에 이 분석에서 정확한 pH조절은 매우 중요합니다. 메틀러토레도 적정기 T70은 CTAB standard solution의 pH 조절을 자동적으로 실행할 수 있습니다.

메틀러토레도 적정기 T70의 가장 큰 장점은 한글 지원과 함께 한번의 클릭으로 분석이 가능하기 때문에 전문 분석자가 아니더라도 어느 누구나 간편하게 타이어의 실리카 분석을 할 수 있으며 재현성과 정확도가 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

그림 2) CTAB의 실리카 표면적 분석에 사용되는 DP5 전극

그림 3) 메틀러토레도 적정기 T70과 LabX Titration 소프트웨어,     그림 4) T70 메인화면