Abstract
The continuous fiber reinforced composites of GF/PA were fabricated using a pultrusion resin impregnation apparatus and cut into pellets of 6 mm length. GF/PA pellets were then melt-mixed with PP resin to prepare new types of ternary composites, GF/PA/PP. Mechanical and rheological properties of such composites revealed to be better than conventional ternary composites due to the longer average glass fibers. Measurements also showed that the mechanical properties of the composites prepared by direct injection molding were higher than those of the composites prepared by injection molding followed by extrusion. To improve adhesions of fiber surfaces and polymer matrix, PP-MAH (maleic anhydride) has been introduced in the GF/PA/PP composites as a compatibilizer. It was found that PP-MAH did indeed improve surface adhesion between fibers and polymer matrix and that, as a result, various mechanical properties were markedly enhanced. Visualization of the phase structure in the samples was done by means of SEM. The surfaces of glass fibers in GF/PA/PP composites revealed that the fibers remained to be encapsulated by PA resin. However, pre-encapsulation did not persist in GF/PA/PP/PP-MAH composites due to the improvement of surface adhesion between fibers and polymer matrix, although resin sticking to the fiber was observed.
인발수지 함침장치를 사용하여 장섬유 강화 GF/PA 연속섬유를 제조한 후, 이에 PP 수지를 부가하는 새로운 방법으로 GF/PA/PP 삼성분계 복합재료를 제조하였다. 이들 복합재료의 기계적 특성을 비교한 결과, 제조 공정에 따라 물성이 다르게 나타났다. 예측한 대로 단일 사출 공정으로 제조한 GF/PA/PP(I) 복합재료 시편이 압출 후 사출 공정을 거친 GF/PA/PP(EI) 복합재료 시편보다 장섬유 함량이 높아 우수한 물성을 보여 주었다. 각 상 간의 계면 결합력을 개선시키기 위하여 상용화제로 PP-MAH를 첨가한 복합재료 제조 연구를 수행한 결과, 상용화제가 첨가되지 않은 복합재료보다 상용화제가 도입된 복합재료가 각 상 간의 계면 결합력이 향상되어 점도 및 기계적 특성이 크게 증가함을 볼 수 있었다. 특히, 이들 복합재료의 모폴로지를 관찰한 결과 상용화제가 첨가되지 않은 GF/PA/PP 복합재료의 경우는 가공 방법에 관계없이 유리섬유 주변에 PA 수지가 남아 있는 형태학적 구조를 나타내었으나, 상용화제로 PP-MAH가 도입된 경우는 PA 수지와 PP 수지 및 기지재와 유리섬유 사이에 계면 결합력이 증가됨으로 인해 유리섬유 계면에 인접한 수지가 PA 수지외에 PP 수지도 남아 있는 복잡한 구조를 보여 주었다.
