초록
복합재료의 물성에 가장 큰 영향을 미치는 기공 결함의 원인에는 각 공정에 따라 다양하게 나타난다. 본 실험을 통해서 폴리에스터 수지 및 에폭시 수지가 경화될 때 결함으로 작용하여 복합재료의 물성을 저하시키는 기공의 생성원인을 분석하였다. 압력에 의한 영향을 알아보기 위하여 진공 챔버를 제작하였고, 작업 및 환경 상 수지가 노출될 수 있는 분위기에 따른 수지의 열분석을 통하여 경화 시 휘발특성을 분석하였다. 휘발가스 성분분석을 위한 GC/MS 분석 결과 폴리에스터 수지 경화 시 반응성 희석제의 스티렌이 80% 이상 차지하였으며 그밖에 소량의 톨루엔이 검출되었다. 에폭시 수지 경화 시에도 저점도 반응성 희석제인 부틸 글리시딜 에테르가 휘발성분의 90% 이상을 차지하였다. 실험 결과 혼합공정에 의하여 수지 자체적으로 기공 생성 자리를 가지고 있으며 수지에 진공을 가하거나 가열하여 이를 효과적으로 제거할 수 있었다. 여러 공정 중 수지에 함유될 수 있는 수분의 경우 초기 휘발특성이 아세톤보다 컸으며 이밖에 반응성 희석제, 첨가제, 반응가스 등이 수지 경화 시 쉽게 휘발되어 기공 성장의 원인이 됨을 알 수 있었다.
The formation mechanism of void defect which deteriorate composite's property is various according to each composite process. In this paper, void formation and growth mechanism is analyzed by thermal analysis and GC/MS. We made a vacuum chamber for observing pressure effect. Thermal analysis has been done in various condition. Elements of volatiles during resin curing were turned out by GC/MS. The most of volatiles of polyester were composed of styrene (over 80%) and a small quantity of toluene. In case epoxy resin, butyl glycidyl ether was the main element of volatiles (over 90%). We concluded that the original sites of void growth existed in resin and they were eliminated by vacuum and heating process. And the growth of void was influenced by water, diluents, solvent, and reactants in resin.
